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半导体工艺第六章

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半导体工艺第六章

第六章习题

6-1 解释欧姆接触,并说明形成欧姆接触的常用方法。

欧姆接触是指金属与半导体之间的电压与电流的关系具有对称和线性关系,而且接触电阻尽可能低,不产生明显的附加阻抗。

常用方法:扩散法和合金法

扩散法:是在半导体中先扩散形成重掺杂区以获得N+N或P+P的结构,然后使金属与重掺杂的半导体区接触,形成欧姆接触。

合金法:是利用合金工艺对金属互联线进行热处理,使金属与半导体界面形成一层合金层或化合物层,并通过这一层与表面重掺杂的半导体形成良好的欧姆接触。

6-2 列出并描述集成电路制造中对金属薄膜的要求。

要求:(1)具有高的导电率和纯度

(2)与下层衬底(通常是二氧化硅或氮化硅)具有良好的粘附性

(3)与半导体材料连接时接触电阻低

(4)能够淀积出均匀而且没有“空洞”的薄膜,易于填充通孔

(5)易于光刻和刻蚀,容易制备出精细图形

(6)很好的耐腐蚀性

(7)在处理和应用过程中具有长期的稳定性

6-3 列出半导体制造中使用的金属种类,并说明每种金属的用途。

种类:铝、铝铜合金、铜、阻挡层金属、硅化物和钨

铝:作为金属互连的材料,以薄膜的形式在硅片中连接不同器件。

铝铜合金:有效解决电迁徙问题。

铜:作为互连线。

阻挡层金属:防止上下层材料相互扩散。

硅化物:减小接触电阻。

钨:填充通孔。

6-4 解释铝已被选择作为微芯片互连金属的原因。

(1)较低的电阻率

(2)铝价格低廉

(3)工艺兼容性

(4)铝膜与下层衬底(通常是硅、二氧化硅或氮化硅)具有良好的粘附性

6-5 哪种金属已经成为传统互连金属线?什么是它的取代物?

铝已经成为传统互连金属线,铝铜合金是它的取代物

6-6 描述结尖刺现象,如何解决结尖刺问题?

由于硅在铝中的溶解度比较高,形成合金时,硅会从衬底向铝中溶解,这样就在接触区下层的硅中留下空洞,从而有可能发生尖刺效应。解决方法:在接触区引入阻挡层金属可阻止上下层材料互相混合。

6-7 描述电迁徙现象,如何解决电迁徙现象?

电迁徙现象:在大电流密度的情形下,大量电子对金属原子的持续碰撞,会引起原子逐渐而缓慢的移动。

6-8 列出并讨论引入铜金属化的原因。

(1)更低的电阻率

(2)减少了功率

(3)更高的互连线集成密度

(4)良好的抗电迁徙性能

(5)更少的工艺步骤

6-9 互联金属转向铜时所面临的三大主要挑战是什么?

(1)铜在氧化硅和硅中的扩散率很高

(2)铜很难被刻蚀

(3)在小于200℃低温的空气中,铜很快被氧化,而且这一层氧化膜不会阻止铜进一步氧化

6-10 什么是阻挡层金属?说出使用阻挡层金属的原因。哪种金属常被用做阻挡层金属?

阻挡层金属:用于硅和铝之间的扩散阻挡的金属。

原因:防止上下层材料相互扩散。

常用做阻挡层的金属:钛、钨、钽、钛钨、氮化钛

6-11 定义硅化物,并解释难熔金属硅化物在硅片制造业中地位比较重要的原因。

硅化物:是一种具有热稳定性的金属化合物

原因:(1)被用于晶体管硅有源区和金属层或钨填充塞之间的接触,提供很低的接触电阻,并能够紧紧地把钨和硅粘合在一起

(2)难熔金属被淀积到多晶硅表面与多晶硅反应,形成了多晶硅化物,这使得多晶硅栅极的接触电阻大大减小,从而降低了RC信号延迟。

(3)硅化物也常被用于局部互连

6-12 画出并解释自对准硅化物形成的工艺流程。

流程:a)清洗和干燥硅片→b)钛薄膜淀积→c)第一次退火形成金属硅化物→d)刻蚀去除未反应的钛并第二次退火

(1)依次用有机溶液、稀释过的氢氟酸和去离子水除去硅片自然氧化层和表面杂质(也可使用氩离子溅射刻蚀去除),接着干燥硅片。

(2)将硅片置于金属淀积腔内,在硅片上淀积一层厚度为20-35nm的金属钛薄膜(3)将硅片进行第一次快速热退火,退火温度为625-675℃。快速热退火后形成具有较高电阻率的C49相金属硅化物。

(4)通过氢氧化铵和过氧化氢的湿法化学去掉所有未参加反应的钛。留下的钛化硅覆盖在源、漏和多晶硅栅区的顶部。然后进行第二次热退火,退火温度为800-900℃之间。C49相经过第二次热退火后形成了具有低电阻率的C54相金属硅化物。

6-13 解释钨填充塞被采用的原因,描述在通孔中淀积钨的方法。

淀积钨最常用的是化学气相淀积(CVD)方法,CVD法的优点是台阶覆盖能力强,因而CVD钨具有均匀填充高深宽比通孔的能力。这也是钨被用于通孔填充材料的原因。

6-14 描述蒸发工艺,并说明蒸发工艺的缺点。

蒸发是指在真空系统中,经过加热使金属原子获得足够的能量后便可以脱离金属表面的束缚成为蒸汽原子,淀积在晶片上。

缺点:不能产生均匀的台阶覆盖,对淀积合金的限制。

6-15 描述溅射工艺,并说明溅射的工艺特点。

溅射是利用高能粒子撞击具有高纯度的靶材料固体平板,按物理过程撞击出原子,被撞出的原子穿过真空最后淀积在硅片上。

工艺特点:

(1)溅射工艺适用于淀积合金,而且具有保持复杂合金原组分的能力

(2)能获得良好的台阶覆盖

(3)形成的薄膜与硅片表面的粘附性比蒸发工艺更好

(4)能够淀积难熔金属

(5)具有多腔集成设备,能够在淀积金属前清除硅片表面沾污和本身的氧化层

半导体工艺及芯片制造技术问题答案(全)

常用术语翻译 active region 有源区 2.active ponent有源器件 3.Anneal退火 4.atmospheric pressure CVD (APCVD) 常压化学气相淀积 5.BEOL(生产线)后端工序 6.BiCMOS双极CMOS 7.bonding wire 焊线,引线 8.BPSG 硼磷硅玻璃 9.channel length沟道长度 10.chemical vapor deposition (CVD) 化学气相淀积 11.chemical mechanical planarization (CMP)化学机械平坦化 12.damascene 大马士革工艺 13.deposition淀积 14.diffusion 扩散 15.dopant concentration掺杂浓度 16.dry oxidation 干法氧化 17.epitaxial layer 外延层 18.etch rate 刻蚀速率 19.fabrication制造 20.gate oxide 栅氧化硅 21.IC reliability 集成电路可靠性 22.interlayer dielectric 层间介质(ILD) 23.ion implanter 离子注入机 24.magnetron sputtering 磁控溅射 25.metalorganic CVD(MOCVD)金属有机化学气相淀积 26.pc board 印刷电路板 27.plasma enhanced CVD(PECVD) 等离子体增强CVD 28.polish 抛光 29.RF sputtering 射频溅射 30.silicon on insulator绝缘体上硅(SOI)

晶圆封装测试工序和半导体制造工艺流程

A.晶圆封装测试工序 一、 IC检测 1. 缺陷检查Defect Inspection 2. DR-SEM(Defect Review Scanning Electron Microscopy) 用来检测出晶圆上是否有瑕疵,主要是微尘粒子、刮痕、残留物等问题。此外,对已印有电路图案的图案晶圆成品而言,则需要进行深次微米范围之瑕疵检测。一般来说,图案晶圆检测系统系以白光或雷射光来照射晶圆表面。再由一或多组侦测器接收自晶圆表面绕射出来的光线,并将该影像交由高功能软件进行底层图案消除,以辨识并发现瑕疵。 3. CD-SEM(Critical Dimensioin Measurement) 对蚀刻后的图案作精确的尺寸检测。 二、 IC封装 1. 构装(Packaging) IC构装依使用材料可分为陶瓷(ceramic)及塑胶(plastic)两种,而目前商业应用上则以塑胶构装为主。以塑胶构装中打线接合为例,其步骤依序为晶片切割(die saw)、黏晶(die mount / die bond)、焊线(wire bond)、封胶(mold)、剪切/成形(trim / form)、印字(mark)、电镀(plating)及检验(inspection)等。 (1) 晶片切割(die saw) 晶片切割之目的为将前制程加工完成之晶圆上一颗颗之晶粒(die)切割分离。举例来说:以0.2微米制程技术生产,每片八寸晶圆上可制作近六百颗以上的64M微量。 欲进行晶片切割,首先必须进行晶圆黏片,而后再送至晶片切割机上进行切割。切割完后之晶粒井然有序排列于胶带上,而框架的支撐避免了胶带的皱褶与晶粒之相互碰撞。 (2) 黏晶(die mount / die bond) 黏晶之目的乃将一颗颗之晶粒置于导线架上并以银胶(epoxy)粘着固定。黏晶完成后之导线架则经由传输设备送至弹匣(magazine)内,以送至下一制程进行焊线。 (3) 焊线(wire bond) IC构装制程(Packaging)则是利用塑胶或陶瓷包装晶粒与配线以成集成电路(Integrated Circuit;简称IC),此制程的目的是为了制造出所生产的电路的保护层,避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。最后整个集成电路的周围会向外拉出脚架(Pin),称之为打线,作为与外界电路板连接之用。

半导体工艺流程

1清洗 集成电路芯片生产的清洗包括硅片的清洗和工器具的清洗。由 于半导体生产污染要求非常严格,清洗工艺需要消耗大量的高纯水; 且为进行特殊过滤和纯化广泛使用化学试剂和有机溶剂。 在硅片的加工工艺中,硅片先按各自的要求放入各种药液槽进行表面化学处理,再送入清洗槽,将其表面粘附的药液清洗干净后进入下一道工序。常用的清洗方式是将硅片沉浸在液体槽内或使用液体喷雾清洗,同时为有更好的清洗效果,通常使用超声波激励和擦片措施,一般在有机溶剂清洗后立即米用无机酸将其氧化去除,最后用超纯水进行清洗,如图1-6所示。 图1-6硅片清洗工艺示意图 工具的清洗基本米用硅片清洗同样的方法。 2、热氧化 热氧化是在800~1250C高温的氧气氛围和惰性携带气体(N2)下使硅片表面的硅氧化生成二氧化硅膜的过程,产生的二氧化硅用以作为扩散、离子注入的阻挡层,或介质隔离层。典型的热氧化化学反应为: Si + O2 T SiO2

3、扩散 扩散是在硅表面掺入纯杂质原子的过程。通常是使用乙硼烷(B2H6)作为N —源和磷烷(PH3)作为P+源。工艺生产过程中通常 分为沉积源和驱赶两步,典型的化学反应为: 2PH3 —2P+3H2 4、离子注入 离子注入也是一种给硅片掺杂的过程。它的基本原理是把掺杂物质(原子)离子化后,在数千到数百万伏特电压的电场下得到加速,以较高的能量注入到硅片表面或其它薄膜中。经高温退火后,注入离子活化,起施主或受主的作用。 5、光刻 光刻包括涂胶、曝光、显影等过程。涂胶是通过硅片高速旋转在硅片表面均匀涂上光刻胶的过程;曝光是使用光刻机,并透过光掩膜版对涂胶的硅片进行光照,使部分光刻胶得到光照,另外,部分光刻胶得不到光照,从而改变光刻胶性质;显影是对曝光后的光刻胶进行去除,由于光照后的光刻胶 和未被光照的光刻胶将分别溶于显影液和不溶于显影液,这样就使光刻胶上 形成了沟槽。 6、湿法腐蚀和等离子刻蚀 通过光刻显影后,光刻胶下面的材料要被选择性地去除,使用的方法就

芯片制造-半导体工艺教程

芯片制造-半导体工艺教程 Microchip Fabrication ----A Practical Guide to Semicondutor Processing 目录: 第一章:半导体工业[1][2][3] 第二章:半导体材料和工艺化学品[1][2][3][4][5]第三章:晶圆制备[1][2][3] 第四章:芯片制造概述[1][2][3] 第五章:污染控制[1][2][3][4][5][6] 第六章:工艺良品率[1][2] 第七章:氧化 第八章:基本光刻工艺流程-从表面准备到曝光 第九章:基本光刻工艺流程-从曝光到最终检验 第十章:高级光刻工艺 第十一章:掺杂 第十二章:淀积 第十三章:金属淀积 第十四章:工艺和器件评估 第十五章:晶圆加工中的商务因素 第十六章:半导体器件和集成电路的形成 第十七章:集成电路的类型 第十八章:封装 附录:术语表

#1 第一章半导体工业--1 芯片制造-半导体工艺教程点击查看章节目录 by r53858 概述 本章通过历史简介,在世界经济中的重要性以及纵览重大技术的发展和其成为世界领导工业的发展趋势来介绍半导体工业。并将按照产品类型介绍主要生产阶段和解释晶体管结构与集成度水平。 目的 完成本章后您将能够: 1. 描述分立器件和集成电路的区别。 2. 说明术语“固态,” “平面工艺”,““N””型和“P”型半导体材料。 3. 列举出四个主要半导体工艺步骤。 4. 解释集成度和不同集成水平电路的工艺的含义。 5. 列举出半导体制造的主要工艺和器件发展趋势。 一个工业的诞生 电信号处理工业始于由Lee Deforest 在1906年发现的真空三极管。1真空三极管使得收音机, 电视和其它消费电子产品成为可能。它也是世界上第一台电子计算机的大脑,这台被称为电子数字集成器和计算器(ENIAC)的计算机于1947年在宾西法尼亚的摩尔工程学院进行首次演示。 这台电子计算机和现代的计算机大相径庭。它占据约1500平方英尺,重30吨,工作时产生大量的热,并需要一个小型发电站来供电,花费了1940年时的400, 000美元。ENIAC的制造用了19000个真空管和数千个电阻及电容器。 真空管有三个元件,由一个栅极和两个被其栅极分开的电极在玻璃密封的空间中构成(图1.2)。密封空间内部为真空,以防止元件烧毁并易于电子的====移动。 真空管有两个重要的电子功能,开关和放大。开关是指电子器件可接通和切断电流;放大则较为复杂,它是指电子器件可把接收到的信号放大,并保持信号原有特征的功能。 真空管有一系列的缺点。体积大,连接处易于变松导致真空泄漏、易碎、要求相对较多的电能来运行,并且元件老化很快。ENIAC 和其它基于真空管的计算机的主要缺点是由于真空管的烧毁而导致运行时间有限。 这些问题成为许多实验室寻找真空管替代品的动力,这个努力在1947年12月23曰得以实现。贝尔实验室的三位科学家演示了由半导体材料锗制成的电子放大器。

【半导体研磨 精】半导体晶圆的生产工艺流程介绍

?从大的方面来讲,晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤,它又可细分为以下几道主要工序(其中晶棒制造只包括下面的第一道工序,其余的全部属晶片制造,所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序): 晶棒成长--> 晶棒裁切与检测--> 外径研磨--> 切片--> 圆边--> 表层研磨--> 蚀刻--> 去疵--> 抛光--> 清洗--> 检验--> 包装 1 晶棒成长工序:它又可细分为: 1)融化(Melt Down) 将块状的高纯度复晶硅置于石英坩锅内,加热到其熔点1420°C以上,使其完全融化。 2)颈部成长(Neck Growth) 待硅融浆的温度稳定之后,将〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中,接着将晶种慢慢往上提升,使其直径缩小到一定尺寸(一般约6mm左右),维持此直径并拉长 100-200mm,以消除晶种内的晶粒排列取向差异。 3)晶冠成长(Crown Growth) 颈部成长完成后,慢慢降低提升速度和温度,使颈部直径逐渐加大到所需尺寸(如 5、6、8、12吋等)。 4)晶体成长(Body Growth) 不断调整提升速度和融炼温度,维持固定的晶棒直径,只到晶棒长度达到预定值。 5)尾部成长(Tail Growth) 1

当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度,使晶棒直径逐渐变小,以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生,最终使晶棒与液面完全分离。到此即得到一根完整的晶棒。 2 晶棒裁切与检测(Cutting & Inspection) 将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分,并对尺寸进行检测,以决定下步加工的工艺参数。 3 外径研磨(Su rf ace Grinding & Shaping) 由于在晶棒成长过程中,其外径尺寸和圆度均有一定偏差,其外园柱面也凹凸不平,所以必须对外径进行修整、研磨,使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。 4 切片(Wire Saw Sl ic ing) 由于硅的硬度非常大,所以在本工序里,采用环状、其内径边缘镶嵌有钻石颗粒的薄片锯片将晶棒切割成一片片薄片。 5 圆边(Edge Profiling) 由于刚切下来的晶片外边缘很锋利,硅单晶又是脆性材料,为避免边角崩裂影响晶片强度、破坏晶片表面光洁和对后工序带来污染颗粒,必须用专用的电脑控制设备自动修整晶片边缘形状和外径尺寸。 ? 6 研磨(Lapping) 研磨的目的在于去掉切割时在晶片表面产生的锯痕和破损,使晶片表面达到所要求的光洁度。 7 蚀刻(Etching) 1

半导体制造工艺流程

半导体制造工艺流程 N型硅:掺入V族元素--磷P、砷As、锑Sb P型硅:掺入III族元素—镓Ga、硼B PN结: 半导体元件制造过程可分为 前段(FrontEnd)制程 晶圆处理制程(WaferFabrication;简称WaferFab)、 晶圆针测制程(WaferProbe); 後段(BackEnd) 构装(Packaging)、 测试制程(InitialTestandFinalTest) 一、晶圆处理制程 晶圆处理制程之主要工作为在矽晶圆上制作电路与电子元件(如电晶体、电容体、逻辑闸等),为上述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程,以微处理器(Microprocessor)为例,其所需处理步骤可达数百道,而其所需加工机台先进且昂贵,动辄数千万一台,其所需制造环境为为一温度、湿度与含尘(Particle)均需控制的无尘室(Clean-Room),虽然详细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关;不过其基本处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗(Cleaning)之後,接著进行氧化(Oxidation)及沈积,最後进行微影、蚀刻及离子植入等反覆步骤,以完成晶圆上电路的加工与制作。 二、晶圆针测制程 经过WaferFab之制程後,晶圆上即形成一格格的小格,我们称之为晶方或是晶粒(Die),在一般情形下,同一片晶圆上皆制作相同的晶片,但是也有可能在同一片晶圆上制作不同规格的产品;这些晶圆必须通过晶片允收测试,晶粒将会一一经过针测(Probe)仪器以测试其电气特性,而不合格的的晶粒将会被标上记号(InkDot),此程序即称之为晶圆针测制程(WaferProbe)。然後晶圆将依晶粒为单位分割成一粒粒独立的晶粒 三、IC构装制程 IC構裝製程(Packaging):利用塑膠或陶瓷包裝晶粒與配線以成積體電路目的:是為了製造出所生產的電路的保護層,避免電路受到機械性刮傷或是高溫破壞。 半导体制造工艺分类 半导体制造工艺分类 一双极型IC的基本制造工艺: A在元器件间要做电隔离区(PN结隔离、全介质隔离及PN结介质混合隔离)ECL(不掺金)(非饱和型)、TTL/DTL(饱和型)、STTL(饱和型)B在元器件间自然隔离 I2L(饱和型) 半导体制造工艺分类 二MOSIC的基本制造工艺: 根据栅工艺分类 A铝栅工艺 B硅栅工艺

半导体的生产工艺流程

半导体的生产工艺流程 微机电制作技术,尤其是最大宗以硅半导体为基础的微细加工技术 (silicon-basedmicromachining),原本就肇源于半导体组件的制程技术,所以必须先介绍清楚这类制程,以免沦于夏虫语冰的窘态。 一、洁净室 一般的机械加工是不需要洁净室(cleanroom)的,因为加工分辨率在数十微米以上,远比日常环境的微尘颗粒为大。但进入半导体组件或微细加工的世界,空间单位都是以微米计算,因此微尘颗粒沾附在制作半导体组件的晶圆上,便有可能影响到其上精密导线布局的样式,造成电性短路或断路的严重后果。为此,所有半导体制程设备,都必须安置在隔绝粉尘进入的密闭空间中,这就是洁净室的来由。洁净室的洁净等级,有一公认的标准,以class10为例,意谓在单位立方英呎的洁净室空间内,平均只有粒径0.5微米以上的粉尘10粒。所以class后头数字越小,洁净度越佳,当然其造价也越昂贵。为营造洁净室的环境,有专业的建造厂家,及其相关的技术与使用管理办法如下: 1、内部要保持大于一大气压的环境,以确保粉尘只出不进。所以需要大型 鼓风机,将经滤网的空气源源不绝地打入洁净室中。 2、为保持温度与湿度的恒定,大型空调设备须搭配于前述之鼓风加压系统 中。换言之,鼓风机加压多久,冷气空调也开多久。 3、所有气流方向均由上往下为主,尽量减少突兀之室内空间设计或机台摆 放调配,使粉尘在洁净室内回旋停滞的机会与时间减至最低程度。 4、所有建材均以不易产生静电吸附的材质为主。 5、所有人事物进出,都必须经过空气吹浴(airshower)的程序,将表面粉尘 先行去除。 6、人体及衣物的毛屑是一项主要粉尘来源,为此务必严格要求进出使用人 员穿戴无尘衣,除了眼睛部位外,均需与外界隔绝接触(在次微米制程技术的工厂内,工作人员几乎穿戴得像航天员一样。)当然,化妆是在禁绝之内,铅笔等也禁止使用。 7、除了空气外,水的使用也只能限用去离子水(DIwater,de-ionizedwater)。 一则防止水中粉粒污染晶圆,二则防止水中重金属离子,如钾、钠离子污染金氧半(MOS)晶体管结构之带电载子信道(carrierchannel),影响半导体组件的工作特性。去离子水以电阻率(resistivity)来定义好坏,一般要求至 17.5MΩ-cm以上才算合格;为此需动用多重离子交换树脂、RO逆渗透、与 UV紫外线杀菌等重重关卡,才能放行使用。由于去离子水是最佳的溶剂与清洁剂,其在半导体工业之使用量极为惊人! 8、洁净室所有用得到的气源,包括吹干晶圆及机台空压所需要的,都得使 用氮气(98%),吹干晶圆的氮气甚至要求99.8%以上的高纯氮!以上八点说明是最基本的要求,另还有污水处理、废气排放的环保问题,再再需要大笔

【半导体芯片制造】芯片生产工艺流程

芯片生产工艺流程 现今世界上超大规模集成电路厂(台湾称之为晶圆厂,为叙述简便,本文以下也采用这种称谓)主要集中分布于美国、日本、西欧、新加坡及台湾等少数发达国家和地区,其中台湾地区占有举足轻重的地位。 晶圆厂所生产的产品实际上包括两大部分:晶圆切片(也简称为晶圆)和超大规模集成电路芯片(可简称为芯片)。前者只是一片像镜子一样的光滑圆形薄片,从严格的意义上来讲,并没有什么直接实际应用价值,只不过是供其后芯片生产工序深加工的原材料。而后者才是直接应用在计算机、电子、通讯等许多行业上的最终产品,它可以包括CPU、内存单元和其它各种专业应用芯片。 一、芯片生产工艺流程: 芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序(WaferFabrication)、晶圆针测工序(WaferProbe)、构装工序(Packaging)、测试工序(InitialTestandFinalTest)等几个步骤。其中晶圆处理 1

工序和晶圆针测工序为前段(FrontEnd)工序,而构装工序、测试工序为后段(BackEnd)工序。 1、晶圆处理工序:本工序的主要工作是在晶圆上制作电路及电子元件(如晶体管、电容、逻辑开关等),其处理程序通常与产品种类和所使用的技术有关,但一般基本步骤是先将晶圆适当清洗,再在其表面进行氧化及化学气相沉积,然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤,最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。 2、晶圆针测工序:经过上道工序后,晶圆上就形成了一个个的小格,即晶粒,一般情况下,为便于测试,提高效率,同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品;但也可根据需要制作几种不同品种、规格的产品。在用针测(Probe)仪对每个晶粒检测其电气特性,并将不合格的晶粒标上记号后,将晶圆切开,分割成一颗颗单独的晶粒,再按其电气特性分类,装入不同的托盘中,不合格的晶粒则舍弃。 2

半导体工艺半导体制造工艺试题库1 答案

一、填空题(每空1分,计31分) 1、工艺上用于四氯化硅的提纯方法有 吸附法 和 精馏法 。 2、在晶片表面图形形成过程中,一般通过腐蚀的方法将抗蚀膜图形转移到晶片上,腐蚀的方法有 湿法腐蚀 和 干法腐蚀 。 3、直拉法制备单晶硅的过程是:清洁处理——装炉——加热融化——拉晶,其中拉晶是最主要的工序,拉晶包括 下种 、 缩颈 、放肩、 等径生长 和收尾拉光等过程。 3、抛光是晶片表面主要的精细加工过程,抛光的主要方式有 化学抛光 、 机械抛光 和 化学机械抛光 。 4、掺杂技术包括有 热扩散 、 离子注入 、合金和中子嬗变等多种方法。 5、晶片中的锂、钠、钾等碱金属杂质,通常以 间隙式 (空位式或间隙式)扩散方式在晶片内部扩散,并且这类杂质通常称为 快扩散 (快扩散或慢扩散)杂质。 6、在有限表面源扩散中,其扩散后的杂质浓度分布函数符合 高斯分布函数 ; 而在恒定表面源扩散中,其扩散后的杂质浓度分布函数符合 余误差分布函数 。 7、在离子注入法的掺杂过程中,注入离子在非晶靶中的浓度分布函数满足对称的高斯分布,其浓度最大位于 R P 处。 8、在离子注入后,通常采用退火措施,可以消除由注入所产生的晶格损伤,常用的退火方式有 电子束退火 、 离子束退火 、 激光退火 。 9、根据分凝现象,若K 0>1,则分凝后杂质集中在 尾部 (头部或尾部);若K 0<1,则杂质分凝后集中在 头部 (同上)。 10、把硅片置于氯化氢和氧气的混合气体中进行的氧化,称为 掺氯氧化 。 11、在二氧化硅的热氧化方法中,氧化速度最快的是 干氧氧化 方法。 12、氢氧合成氧化设备中,两个重要的保险装置是 氢气流量保险装置 和 温度保险装置 。 13、工艺中常用的测量二氧化硅厚度的方法有 比色法 和 椭圆偏振光法 。 14、固态源硼扩散中常用的硼源是 氮化硼 ,常用的液态磷源是 三氯氧磷 。 15、箱法扩散在工艺中重要用来进行TTL 电路 隐埋层 的锑扩散。 二、选择题(每题2分,单项多项均有,计12分) 1、 在SiO 2网络中,如果掺入了磷元素,能使网络结构变得更( A ) (A )疏松 (B )紧密 (C )视磷元素剂量而言 2、 在微电子加工环境中,进入洁净区的工作人员必须注意以下事项(A 、B 、C 、D ) (A ) 进入洁净区要先穿戴好专用净化工作服、鞋、帽。 (B ) 进入洁净区前先在风淋室风淋30秒,然后才能进入。 (C ) 每周洗工作服,洗澡、理发、剪指甲,不用化妆品。 (D ) 与工作无关的纸张、书报等杂物不得带入。 3、离子注入设备的组成部分有(A 、B 、C 、D ) (A )离子源 (B )质量分析器 (C )扫描器 (D )电子蔟射器 4、CVD 淀积法的特点有(A 、C 、D ) (A )淀积温度比较低 (B )吸附不会影响淀积速度 (C )淀积材料可以直接淀积在单晶基片上 (D )样品本身不参与化学反应 5、 工艺中消除沟道效应的措施有(A 、B 、C 、D ) (A )增大注入剂量 (B )增大注入速度 (C )增加靶温 (D )通过淀积膜注入 6、液态源硼扩散所选用的硼源有(A 、B 、C ) (A )硼酸三甲脂 (B )硼酸三丙脂 (C )三溴化硼 (D )三氯氧磷 三、判断(每题1分,计10分) 1、Ⅰ号液是碱性过氧化氢清洗液。 ( R ) 2、筛选器是用来去除杂质离子的设备。 ( R ) 3、石墨基座的清洁处理,首先用王水煮沸,再用去离子水冲洗。 ( R ) 4、注入窗口中淀积的二氧化硅薄层是起退沟道的作用。 ( R ) 5、以一般能量注入的重离子,在进入靶片中,以电子阻挡为主。 ( F ) 6、硅烷热分解法淀积中,一旦源变成黄色就不能使用。 ( R ) 7、在二氧化硅氧化膜中,可动钠离子含量要求越高越好。 ( F ) 8、二氧化硅中的宏观缺陷是指用肉眼可以直接观察到的缺陷。 ( R ) 9、氮化硼(BN )是常用的固态硼杂质扩散源。 ( R ) 10、用四探针法可以测试扩散后的结深。 ( R ) 四、名词解释(每题5分,计20分) 1、杂质分凝 答:杂质在晶体中有一定分布,在固态中和液态中的分布又不一样,在晶体提纯时,利用杂质在晶体固态和液态的分布不一样,进行提纯,将杂质集中在晶体的头部或尾部,达到提纯的 装 订 班级 姓名 学号 成绩 - 学年第 学期 半导 第 学期 半导体制造工艺 半 导体制造工艺

(完整版)半导体工艺试卷及答案

杭州电子科技大学研究生考试卷(B卷)

1、什么是CMOS器件的闩锁效应?描述三种阻止闩锁效应的制造技术。(12分) 答:闩锁效应就是指CMOS器件所固有的寄生双极晶体管(又称寄生可控硅,简称SCR)被触发导通,在电源和地之间形成低阻抗大电流的通路,导致器件无法正常工作,甚至烧毁器件的现象。这种寄生双极晶体管存在CMOS器件内的各个部分,包括输入端、输出端、内部反相器等。当外来干扰噪声使某个寄生晶体管被触发导通时,就可能诱发闩锁,这种外来干扰噪声常常是随机的,如电源的浪涌脉冲、静电放电、辐射等。闩锁效应往往发生在芯片中某一局部区域,有两种情况:一种是闩锁只发生在外围与输入、输出有关的地方,另一种是闩锁可能发生在芯片的任何地方,在使用中前一种情况遇到较多。 2、为什么要用区熔法生长硅晶体?比较FZ和CZ优缺点。(10分) 答:(1)原因:因为区熔法可以得到低至1011cm-1的载流子浓度。区熔生长技术的基本特点是样品的熔化部分是完全由固体部分支撑的,不需要坩埚。柱状的高纯多晶材料固定于卡盘,一个金属线圈沿多晶长度方向缓慢移动并通过柱状多晶,在金属线圈中通过高功率的射频电流,射频功率技法的电磁场将在多晶柱中引起涡流,产生焦耳热,通过调整线圈功率,可以使得多晶柱紧邻线圈的部分熔化,线圈移过后,熔料在结晶为为单晶。另一种使晶柱局部熔化的方法是使用聚焦电子束。整个区熔生长装置可置于真空系统中,或者有保护气氛的封闭腔室内 (2)CZ和FZ区别:CZ是直拉法,就是首先把多晶硅置于坩埚内加热熔化,然后采用小的结晶“种子”——籽晶,再慢慢向上提升、结晶,获得大的单晶锭。 (3)CZ和FZ优缺点比较:FZ是水平区域熔化生长法,就是水平放置、采用感应线圈加热、并进行晶体生长的技术。直拉法在Si单晶的制备中更为常用,占75%以上。直拉法制备Si单晶的优点是:1)成本低;2)能制备更大的圆片尺寸,6英吋(150mm)及以上的Si单晶制备均采用直拉法,目前直拉法已制备出400mm(16英吋)的商用Si单晶;3)制备过程中的剩余原材料可重复使用;4)直拉法制备的Si单晶位错密度低,0~104cm-2。直拉法制备Si单晶的主要缺点是,由于使用坩埚,Si单晶的纯度不如区熔法。区熔法制备Si单晶的主要优点是,由于不使用坩锅,可制备高纯度的硅单晶,电阻率高达2000Ω-mm,因此区熔法制备的Si单晶主要用于功率器件及电路。区熔法制备Si单晶的缺点是:1)成本高; 3、什么是LOCOS和STI?为什么在高级IC工艺中,STI取代了LOCOS?(12分) 答:(1)LOCOS:即“硅的局部氧化”技术(Local Oxidation of Silicon)CMOS工艺最常用的隔离技术就是LOCOS(硅的选择氧化)工艺,它以氮化硅为掩膜实现了硅的选择氧化,在这种工艺中,除了形成有源晶体管的区域以外,在其它所有重掺杂硅区上均生长一层厚的氧化层,称为隔离或场氧化层。-常规的LOCOS工艺由于有源区方向的场氧侵蚀(SiN边缘形成类似鸟嘴的结构,称为“鸟喙效应”bird beak)和场注入的横向扩散,使LOCOS工艺受到很大的限制。STI:浅沟槽隔离(STI)是用于隔绝活动区域的制造方法,它会使实际电流不同于模拟结果。具体情况取决于电晶体位置。 (2)取代原因:LOCOS结构影响了有源区长度,为了减小鸟嘴,出现了改进的LOCOS 结构,PBL和PELOX结构。PBL(poly buffer LOCOS多晶衬垫LOCOS)结构是在掩蔽氧化层的SiN和衬底SiO2之间加入一层薄多晶,这样减小了场氧生长时SiN薄膜的应力,也减小了鸟嘴。PELOX(poly encapsulated Locol Oxidation多晶镶嵌LOCOS)结构是在SiN层的顶部和侧部嵌如多晶或非晶薄膜,然后在生长场氧,它同样能减小鸟嘴。因为两种结构增加了工艺的复杂性,故LOCOS一般用于0.5~0.35μm的工艺中。为了更有效的隔离器件的需要,尤其是对于DRAM器件而言;对晶

-半导体-大规模集成电路工艺流程(精)

引言 随着半导体器件封装的小型化、片状化、薄型化和焊球阵列化,对半导体封装技术要求越来越高。由于封装材料复杂性的不断增加,半导体封装技术也越来越复杂,封装和工艺流程也越来越复杂。 1. (半导体)大规模集成电路封装工艺简介 所谓封装就是指安装半导体集成电路芯片用的外壳,通过芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上,这些引脚又通过印刷电路板上的导线与其他器件连接,它起着安装、固定、密封,保护芯片及增强电热性能等方面的作用。 1.1 以焊接技术为基础的互连工艺以焊接技术为基础的互连工艺普遍采用叠层型三维封装结构,即把多个裸芯片 (半导体)大规模集成电路工艺流程 张琦1 韩团军2 1.陕西理工学院机械工程学院;2.陕西理工学院电信系 或多芯片模块(MCM沿Z 轴层层叠装、互连,组成三维封装结构。叠层型三维封装的优点是工艺相对简单,成本相对较低,关键是解决各层间的垂直互连问题。根据集成功率模块的特殊性,主要利用焊接工艺将焊料凸点、金属柱等焊接在芯片的电极引出端,并与任一基板或芯片互连。目前的技术方案包括焊料凸点互连(SolderBall Interconnect和金属柱互连平行板结构(Metal Posts Interconnected Parallel PlateStructures--MPIPPS 等。

1.2以沉积金属膜为基础的互连工艺多采用埋置型三维封装结构,即在各类基板或介质中埋置裸芯片,顶层再贴装表贴元件及芯片来实现三维封装结构。其特点是蒸镀或溅射的金属膜不仅与芯片的电极相连,而且可以构成电路图形,并连至其他电路。其最大优点是能大大减少焊点,缩短引线间距,进而减小寄生参数。另外,这种互连工艺采用的埋置型三维封装结构能够增大芯片的有效散热面积,热量耗散可以沿模块的各个方向流动,有利于进一步提高集成模块的功率密度,以沉积金属膜为基础的互连工艺有薄膜覆盖技术和嵌入式封装等。 2. (半导体)大规模集成电路封装工艺流程 2.1 (半导体大规模集成电路封装前道工程 TAPE MOUNT →SAWING →DIE ATTACH →WIRE BOND T A P E M O U N T 工程是半导体ASSEMBLY 工程中的第一道工序,其目的在于将要加工的WAFER 固定,便于自动化加工。过程实质是用T AP E 从背面将WAFER 固定在RING 上。 现在所用的TAPE 成卷筒状,一面有黏性,通常使用的TAPE 为蓝色,具有弹性,呈半透明状。通常使用的TAPE 缺点 是随时间的增加黏性逐渐增大,一般在2~3天内加工完毕对产品没有影响。TAPE MOUNT 完成后要求在TAPE 与WAFER 间粘贴平整,如果背面存在气泡,在SAWING 时切割好的DIE 会脱离TAPE 翘起,将切割好的BLADE 损坏,同时也损坏了DIE 。因此T/M后应检查背面的粘合情况,如有少数气泡,可用指甲背面轻轻将气泡压平,若压不平,可用刀片将TAPE 划破一点,放出气泡中的空气,然后压平。气泡面积不能大于DIE 面积的1/4。 S A W I N G 工程是将W A F E R 上的CHIP 分离的过程,T/M完毕的WAFER 送至SAWING 工程,按照FAB 时形成的SCRIBE LINE 进行切割,将连在一起的CHIP 分开,形成每片IC 的核心。

半导体工艺(精)

半导体的生产工艺流程 -------------------------------------------------------------------------------- 一、洁净室 一般的机械加工是不需要洁净室(clean room)的,因为加工分辨率在数十微米以上,远比日常环境的微尘颗粒为大。但进入半导体组件或微细加工的世界,空间单位都是以微米计算,因此微尘颗粒沾附在制作半导体组件的晶圆上,便有可能影响到其上精密导线布局的样式,造成电性短路或断路的严重后果。 为此,所有半导体制程设备,都必须安置在隔绝粉尘进入的密闭空间中,这就是洁净室的来由。洁净室的洁净等级,有一公认的标准,以class 10为例,意谓在单位立方英呎的洁净室空间内,平均只有粒径0.5微米以上的粉尘10粒。所以class后头数字越小,洁净度越佳,当然其造价也越昂贵。 为营造洁净室的环境,有专业的建造厂家,及其相关的技术与使用管理办法如下: 1、内部要保持大于一大气压的环境,以确保粉尘只出不进。所以需要大型鼓风机,将经滤网的空气源源不绝地打入洁净室中。 2、为保持温度与湿度的恒定,大型空调设备须搭配于前述之鼓风加压系统中。换言之,鼓风机加压多久,冷气空调也开多久。 3、所有气流方向均由上往下为主,尽量减少突兀之室内空间设计或机台摆放调配,使粉尘在洁净室内回旋停滞的机会与时间减至最低程度。 4、所有建材均以不易产生静电吸附的材质为主。 5、所有人事物进出,都必须经过空气吹浴(air shower) 的程序,将表面粉尘先行去除。 6、人体及衣物的毛屑是一项主要粉尘来源,为此务必严格要求进出使用人员穿戴无尘衣,除了眼睛部位外,均需与外界隔绝接触(在次微米制程技术的工厂内,工作人员几乎穿戴得像航天员一样。) 当然,化妆是在禁绝之内,铅笔等也禁止使用。 7、除了空气外,水的使用也只能限用去离子水(DI water, de-ionized water)。一则防止水中粉粒污染晶圆,二则防止水中重金属离子,如钾、钠离子污染金氧半(MOS) 晶体管结构之带电载子信道(carrier channel),影响半导体组件的工作特性。去离子水以电阻率(resistivity) 来定义好坏,一般要求至17.5MΩ-cm以上才算合格;为此需动用多重离子交换树脂、RO逆渗透、与UV紫外线杀菌等重重关卡,才能放行使用。由于去离子水是最佳的溶剂与清洁剂,其在半导体工业之使用量极为惊人! 8、洁净室所有用得到的气源,包括吹干晶圆及机台空压所需要的,都得使用氮气(98%),吹干晶圆的氮气甚至要求99.8%以上的高纯氮!以上八点说明是最基本的要求,另还有污水处理、废气排放的环保问题,再再需要大笔大笔的建造与维护费用! 二、晶圆制作 硅晶圆(silicon wafer) 是一切集成电路芯片的制作母材。既然说到晶体,显然是经过纯炼与结晶的程序。目前晶体化的制程,大多是采「柴可拉斯基」(Czycrasky) 拉晶法(CZ 法)。拉晶时,将特定晶向(orientation) 的晶种(seed),浸入过饱和的纯硅熔汤(Melt) 中,并同时旋转拉出,硅原子便依照晶种晶向,乖乖地一层层成长上去,而得出所谓的晶棒(ingot)。晶棒的阻值如果太低,代表其中导电杂质(impurity dopant) 太多,还需经过FZ悬浮区熔法法(floating-zone) 的再结晶(re-crystallization),将杂质逐出,提高纯度与阻值。

晶圆封装测试工序和半导体制造工艺流程

晶圆封装测试工序和半导体制造工艺流程 A.晶圆封装测试工序 一、 IC检测 1. 缺陷检查Defect Inspection 2. DR-SEM(Defect Review Scanning Electron Microscopy) 用来检测出晶圆上是否有瑕疵,主要是微尘粒子、刮痕、残留物等问题。此外,对已印有电路图案的图案晶圆成品而言,则需要进行深次微米范围之瑕疵检测。一般来说,图案晶圆检测系统系以白光或雷射光来照射晶圆表面。再由一或多组侦测器接收自晶圆表面绕射出来的光线,并将该影像交由高功能软件进行底层图案消除,以辨识并发现瑕疵。 3. CD-SEM(Critical Dimensioin Measurement) 对蚀刻后的图案作精确的尺寸检测。 二、 IC封装 1. 构装(Packaging) IC构装依使用材料可分为陶瓷(ceramic)及塑胶(plastic)两种,而目前商业应用上则以塑胶构装为主。以塑胶构装中打线接合为例,其步骤依序为晶片切割(die saw)、黏晶(die mount / die bond)、焊线(wire bond)、封胶(mold)、剪切/成形(trim / form)、印字(mark)、电镀(plating)及检验(inspection)等。 (1) 晶片切割(die saw) 晶片切割之目的为将前制程加工完成之晶圆上一颗颗之晶粒(die)切割分离。 举例来说:以0.2微米制程技术生产,每片八寸晶圆上可制作近六百颗以上的64M 微量。

欲进行晶片切割,首先必须进行晶圆黏片,而后再送至晶片切割机上进行切割。切割完后之晶粒井然有序排列于胶带上,而框架的支撐避免了胶带的皱褶与晶粒之相互碰撞。 (2) 黏晶(die mount / die bond) 黏晶之目的乃将一颗颗之晶粒置于导线架上并以银胶(epoxy)粘着固定。黏晶完成后之导线架则经由传输设备送至弹匣(magazine)内,以送至下一制程进行焊线。 (3) 焊线(wire bond) IC构装制程(Packaging)则是利用塑胶或陶瓷包装晶粒与配线以成集成电路(Integrated Circuit;简称IC),此制程的目的是为了制造出所生产的电路的保护层,避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。最后整个集成电路的周围会向外拉出脚架(Pin),称之为打线,作为与外界电路板连接之用。 (4) 封胶(mold) 封胶之主要目的为防止湿气由外部侵入、以机械方式支持导线、內部产生热量之去除及提供能够手持之形体。其过程为将导线架置于框架上并预热,再将框架置于压模机上的构装模上,再以树脂充填并待硬化。 (5) 剪切/成形(trim / form) 剪切之目的为将导线架上构装完成之晶粒独立分开,并把不需要的连接用材料及部份凸出之树脂切除(dejunk)。成形之目的则是将外引脚压成各种预先设计好之形状,以便于装置于电路板上使用。剪切与成形主要由一部冲压机配上多套不同制程之模具,加上进料及出料机构所組成。 (6) 印字(mark)及电镀(plating) 印字乃将字体印于构装完的胶体之上,其目的在于注明商品之规格及制造者等资讯。

半导体工艺要点(精)

半导体工艺要点 1、什么是集成电路 通过一系列特定的加工工艺,将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件,按照一定的电路互连,“集成”在一块半导体单晶片(如硅或砷化镓)上,封装在一个外壳内,执行特定电路或系统功能 2、集成电路设计与制造的主要流程框架 设计-掩模板-芯片制造-芯片功能检测-封装-测试 3、集成电路发展的特点 特征尺寸越来越小 硅圆片尺寸越来越大 芯片集成度越来越大 时钟速度越来越高 电源电压/单位功耗越来越低 布线层数/I/0引脚越来越多 4、摩尔定律 集成电路芯片的集成度每三年提高4倍,而加工特征尺寸(多晶硅栅长)倍,这就是 摩尔定 5、集成电路分类 6、半导体公司 中芯国际集成电路制造有限公司(SMIC) 上海华虹(集团)有限公司 上海先进半导体制造有限公司 台积电(上海)有限公司 上海宏力半导体制造有限公司TI 美国德州仪器 7、直拉法生长单晶硅 直拉法法是在盛有熔硅或锗的坩埚内,引入籽晶作为非均匀晶核,然后控制温度场,将籽晶旋转并缓慢向上提拉,晶体便在籽晶下按籽晶的方向长大。

1.籽晶熔接: 加大加热功率,使多晶硅完全熔化,并挥发一定时间后,将籽晶下降与液面接近,使籽晶预热几分钟,俗称“烤晶”,以除去表面挥发性杂质同时可减少热冲击 2.引晶和缩颈:当温度稳定时,可将籽晶与熔体接触。此时要控制好温度,当籽晶与熔体液面接触,浸润良好时,可开始缓慢提拉,随着籽晶上升硅在籽晶头部结晶,这一步骤叫“引晶”,又称“下种”。“缩颈”是指在引晶后略为降低温度,提高拉速,拉一段直径比籽晶细的部分。其目的是排除接触不良引起的多晶和尽量消除籽晶内原有位错的延伸。颈一般要长于20mm 3.放肩:缩颈工艺完成后,略降低温度,让晶体逐渐长大到所需的直径为止。这称为“放肩”。在放肩时可判别晶体是否是单晶,否则要将其熔掉重新引晶。单晶体外形上的特征—棱的出现可帮助我们判别,<111>方向应有对称三条棱,<100>方向有对称的四条棱。 4.等径生长:当晶体直径到达所需尺寸后,提高拉速,使晶体直径不再增大,称为收肩。收肩后保持晶体直径不变,就是等径生长。此时要严格控制温度和拉速不变。 5.收晶:晶体生长所需长度后,拉速不变,升高熔体温度或熔体温度不变,加快拉速,使晶体脱离熔体液面。 8、直拉法的两个主要参数:拉伸速率,晶体旋转速率悬浮区熔法 倒角是使晶圆边缘圆滑的机械工艺 9、外延层的作用 EpitaxyPurpose 1、Barrier layer for bipolar transistor 2、Reduce collector resistance while keep high breakdown voltage. 3、Improve device performance for CMOS and DRAM because much lower oxygen, 4、carbon concentration than the wafer crystal Epitaxy application,bipolar transistor Epitaxy application, CMOS

(工艺流程)2020年半导体硅片生产工艺流程及工艺注意要点

硅片生产工艺流程及注意要点 简介 硅片的准备过程从硅单晶棒开始,到清洁的抛光片结束,以能够在绝好的环境中使用。期间,从一单晶硅棒到加工成数片能满足特殊要求的硅片要经过很多流程和清洗步骤。除了有许多工艺步骤之外,整个过程几乎都要在无尘的环境中进行。硅片的加工从一相对较脏的环境开始,最终在10级净空房内完成。 工艺过程综述 硅片加工过程包括许多步骤。所有的步骤概括为三个主要种类:能修正物理性能如尺寸、形状、平整度、或一些体材料的性能;能减少不期望的表面损伤的数量;或能消除表面沾污和颗粒。硅片加工的主要的步骤如表1.1的典型流程所示。工艺步骤的顺序是很重要的,因为这些步骤的决定能使硅片受到尽可能少的损伤并且可以减少硅片的沾污。在以下的章节中,每一步骤都会得到详细介绍。 表1.1 硅片加工过程步骤 1.切片 2.激光标识 3.倒角 4.磨片 5.腐蚀 6.背损伤 7.边缘镜面抛光 8.预热清洗 9.抵抗稳定——退火 10.背封 11.粘片 12.抛光 13.检查前清洗 14.外观检查

15.金属清洗 16.擦片 17.激光检查 18.包装/货运 切片(class 500k) 硅片加工的介绍中,从单晶硅棒开始的第一个步骤就是切片。这一步骤的关键是如何在将单晶硅棒加工成硅片时尽可能地降低损耗,也就是要求将单晶棒尽可能多地加工成有用的硅片。为了尽量得到最好的硅片,硅片要求有最小量的翘曲和最少量的刀缝损耗。切片过程定义了平整度可以基本上适合器件的制备。 切片过程中有两种主要方式——内圆切割和线切割。这两种形式的切割方式被应用的原因是它们能将材料损失减少到最小,对硅片的损伤也最小,并且允许硅片的翘曲也是最小。 切片是一个相对较脏的过程,可以描述为一个研磨的过程,这一过程会产生大量的颗粒和大量的很浅表面损伤。 硅片切割完成后,所粘的碳板和用来粘碳板的粘结剂必须从硅片上清除。在这清除和清洗过程中,很重要的一点就是保持硅片的顺序,因为这时它们还没有被标识区分。 激光标识(Class 500k) 在晶棒被切割成一片片硅片之后,硅片会被用激光刻上标识。一台高功率的激光打印机用来在硅片表面刻上标识。硅片按从晶棒切割下的相同顺序进行编码,因而能知道硅片的正确位置。这一编码应是统一的,用来识别硅片并知道它的来源。编码能表明该硅片从哪一单晶棒的什么位置切割下来的。保持这样的追溯是很重要的,因为单晶的整体特性会随着晶棒的一头到另一头而变化。编号需刻的足够深,从而到最终硅片抛光完毕后仍能保持。在硅片上刻下编码后,即使硅片有遗漏,也能追溯到原来位置,而且如果趋向明了,那么就可以采取正确的措施。激光标识可以在硅片的正面也可在背面,尽管正面通常会被用到。

半导体芯片制造工考试试题

半导体芯片制造工考试试题

半导体芯片制造高级工考试试题 ?一、填空题 ?1.禁带宽度的大小决定着(电子从价带跳到导带)的难易,一般半导体材料的禁带宽度越宽,所制作的半导体器件中的载流子就越不易受到外界因素,如高温和辐射等的干扰而产生变化。 ?2.硅片减薄腐蚀液为氢氟酸和硝酸系腐蚀液。砷化镓片用( 硫酸 )系、氢氧化氨系蚀腐蚀液。 ?3. 铝丝与铝金属化层之间用加热、加压的方法不能获得牢固的焊接,甚至根本无法实现焊接的原因是铝的表面在空气中极易生成一层(氧化物),它们阻挡了铝原子之间的紧密接触,达不到原子之间引力范围的间距。 ?4. 在半导体制造工艺中往往把减薄、划片、分片、装片、内引线键合和管壳封装等一系列工艺称为(组装)。 ?5.钎焊包括合金烧结、共晶焊;聚合物焊又可分为(导电胶粘接)、( 银浆烧

?(不够);反应室漏气;外延层的晶体(质量差);系统沾污等;载气纯度不够;外延层晶体缺陷多;生长工艺条件不适宜。?14.离子注入杂质浓度分布中最重要的二个射程参数是(平均投影射程)和(平均投影标准差)。 ?15、二氧化硅的制备方法很多,其中最常用的是高温(氧化)、(气相)淀积、PECVD淀积。 ?16、半导体集成电路生产中,元件之间隔离有(Pn结介质)(Pn结隔离)(Pn 结介质混合)隔离等三种基本方法. ?17、最常用的金属膜制备方法有(电阻)加热蒸发、(电子束)蒸发、(溅射)。 ?18、热分解化学气相淀积二氧化硅是利用(含有硅的化合物)化合物,经过热分解反应,在基片表面淀积二氧化硅。 ?19 杂质原子在半导体中的扩散机理比较复杂,但主要可分为(替位)扩散和(间隙)扩散两种。

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