芯片制造之集成電路晶圓的生產簡介
芯片制造之集成電路晶圓的生產簡介
集成電路晶圓生產(wafer fabrication)是指在晶圓表面上和表面內制造出半導體器件的一系列生產過程。整個制造過程從硅單晶拋光片開始,到晶圓上包含了數以百計的集成電路芯片。
芯片制造企業基本使用以下四種最基本的工藝方法,通過大量的工藝順序和工藝制造出特定的芯片。這四種基本的工藝方法為:增層(薄膜工藝,layering)、光刻(圖案化工藝,patterning)、摻雜和熱處理。下面小編將對這四種基本的工藝方法進行簡要地描述,希望能對您有所幫助!
芯片制造企業基本使用以下四種最基本的工藝方法:
一、薄膜工藝
薄膜工藝是在晶圓表面形成薄膜的加工工藝。薄膜可以是絕緣體、半導體或導體,根據薄膜材料的不同,使用不同的工藝進行薄膜的生長或沉積。主要使用的沉積技術包括物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)、蒸發和濺射,以及使用電鍍在高密度集成電路上沉積金屬化層。
二、圖案化工藝
圖案化工藝(有時特指光刻工藝,在此處其含義包含光刻、刻蝕、去膠三個步驟)是通過一系列生產步驟將晶圓表面薄膜的特定部分除去的工藝。經過此工藝,晶圓表面會留下帶有微圖形結構的薄膜。在晶圓的制造過程中,晶體三極管、二極管、電容器、電阻器和金屬層的各種物理部件在晶圓表面或表層內構成。這些部件是每次在一個掩模(mask)層上生成的,并且結合生成薄膜及去除特定部分,通過圖案化工藝過程,最終在晶圓上保留特征圖形的部分。圖案化工藝是所有四個基本工藝中最關鍵的,其確定了器件的關鍵尺寸(critical dimension, CD)。
三、摻雜
摻雜是將特定量的雜質通過薄膜開口引入晶圓表層的工藝過程,它是為了在晶圓表面建立兜形區。它有兩種方法:熱擴散(thermal diffusion)和離子注入(implantation)。熱擴散是在1000度左右發生的化學反應,氣態下的摻雜原子通過擴散化學反應遷移到暴露的晶圓表面,形成一層薄膜。離子注入則是一個物理反應過程,首先,摻雜體原子被離子化,被電場加速到超高速,穿過晶圓表層,將摻雜原子注入到晶圓表層。
四、熱處理
熱處理是簡單地將晶圓加熱和冷卻來達到特定結果的工藝。在晶圓制造的各個過程中,都會對晶圓進行一系列的熱處理過程。
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