半导体制造工艺流程简介

NPN 高频小功率晶体管制造的工艺流程为:

—硼再扩散——二次光刻——检查——单结测试——清洗——干氧 氧化一一磷注入一一清洗一一铝下 CVD 清洗一一发射区再扩散一

—三次光刻——检查——双结测试——清洗——铝蒸发——四次光

PNP 小功率晶体管制造的工艺流程为:

散一一QC 检查（tox 、FM ――二次光刻一一QC 检查一一单结测试一 （Ro ）――前处理一一铝下 CVDQC 检查（tox 、Ro ）――前处理

—四次光刻——QC 检查——前处理——氮气合金——氮气烘焙查―

― 五次光刻― ―检查― ―氮气烘焙―― 检查― ―中测― ―中测 检

查―

―粘片―― 减薄―― 减薄后处理―― 检查― ―清洗― ―背面 蒸

发―

―贴膜―― 划片―― 检查――裂片― ―外观检查―― 综合检 查―

― 入中间库。

刻

外延片——编批——清洗——水汽氧化

次光刻——检查 清洗——干氧氧化——硼注入——清洗

UDOS 积一一清洗

检查一一氢气合金一一正向测试一一清洗一一铝上 CVD 检 外延片——编批——擦片——前处理 QC 检查 tox )

次光刻一一QC 检查一一前处理一一基区CSD 涂覆 CSD 预淀积

后处理 QC 佥查（缶）——前处理——基区氧化扩

—前处理一一P0C 3预淀积一一后处理（P 液）

QC 检查一一前处 理——发射区氧化

QC 检查（tox ）——前处理——发射区再扩散

HCl 氧化——前处理——氢气处理——三次光刻

QC 检查一 ―追扩散――双结测试――前处理――铝蒸发

QC 检查（t Ai ）—

背面蒸发――贴膜――划片――检查――裂片――外观检查） 合检查——入中间库。

GR 平面品种（小功率三极管）工艺流程为:

前处理一一GR 基区扩散一一QC 检查（Xj 、F L ）――硼注入一一前处 —QC 检查——单结测试——前处理——发射区干氧氧化

（tox ）——磷注入 -- 前处理——发射区氧化和再扩散 ------ 前处理 检查——入中间库。

双基区节能灯品种工艺流程为:

QC 检查（ts ）――五次光刻

QC 检查 大片测试――中测

中测检查（——粘片

减薄后处理 编批――擦片――前处理

次氧化 QC 检查（tox ） 一次光刻 QC 检查 前处理 基区干氧氧化

QC 检查 tox )

GR 光刻（不腐蚀） GR 硼注入一一湿法去胶

理——基区扩散与氧化

QC 检查（Xj 、tox 、R^）——二次光刻一

QC 检查 P0CI3预淀积（甩） 后处理一一前处理一一铝下 CVDQC 检查（tox ）――前处理一一氮气退火一一三次光刻 QC 检查 双结测试――前处理――铝蒸发 QC 检查（t Ai ）——四次光刻一

—QC 检查——前处理——氮气合金——氮气烘焙

正向测试 五次光刻一一QC 检查

大片测试――中测编批――中测――中测

编批――擦片――前处理

次氧化 QC 检查（tox ） 一次光刻 QC 检查——前处理——基区干氧氧化

QC 检查

查（Xj 、F t ）――前处理一一基区 CSD 涂覆一一CSD 预淀积一一后处 理一一QC 佥查（Ro ）――前处理一一基区氧化与扩散 处理――发射区氧化――前处理――发射区再扩散――前处理

—三次光刻一一QC 检查一一双结测试一一前处理一一铝蒸发

氮气烘焙——正向测试（ts ） ——外协作（ts ） ——前处理——五次 光刻一一QC 检查一一大片测试一一测试ts ――中测编批一一中测一 ―中测检查――入中间库。

变容管制造的工艺流程为：

注入一一前处理一一N 扩散一一P 光刻一一QC 检查一一硼注入1

前处理——CVDLTO ——QC 佥查——硼注入2——前处理——LPCVD

铝反刻—QC 检查—前处理——氢气合金——氮气烘焙——大片

理――背面蒸发――综合检查――入中间库。

tox ) 硼注入――前处理――基区扩散 后处理 QC 佥 QC 佥查（Xj 、 tox 、Ffc )

二次光刻一一QC 佥查一一单结测试一一磷注入一一前

POCI3预淀积（Rj ）

后处理――前处理 HCl 退火、 N2 退火—

QC 检查（t AI ）――四次光刻

QC 检查一一前处理一一氮氢合金

外延片――编批――擦片――前处理 QC 检查

N+光刻一一QC 检查一一前处理一一干氧氧化

QC 检查一一P QC 检查——前处理 P 扩散一一特性光刻一一电容测试

是否再加扩——电容测试 直到达到电容测试要求） 三次光刻一一QC 检查一一前处理一一铝蒸发 QC 检查（t Ai ）

测试――中测――电容测试――粘片

QC 检查一一前处

P +

扩散时间越长，相同条件下电容越小。 稳压管（N 衬底）制造的工艺流程为:

QC 检查

外延片――编批――擦片――前处理 ――戸光刻- -—QC 检杳- ―前处理― —干氧氧化— —QC 检杳——硼 注入――前处理――铝下 UD QC 检查一一前处理一一PT 散一一 特性光刻―― 扩散测试 （ 反向测试） ——前处理— —是否要P^追扩一 ―三次光刻― -—QC 检杳- —前处理— —铝蒸发—— QC 检杳（t Ai ）— ―四次光刻― -—QC 检杳 ——前处理— —氮气合金— —氮气烘焙——

大片测试―― 中测。

P +扩散时间越长，相同条件下反向击穿电压越高。

肖特基二极管基本的制造工艺流程为:

检查（Xj ，F ^，tox ）――三次光刻一一QC 检查一一前处理一一铬溅 射前泡酸——铬溅射——QC 检查（tcr ）——先行片热处理——先行

特性检测（先行片：V B R , I R ）——热处理——后处理一 —特性测试（VBR IF ）――前处理一一钛/铝蒸发一一QC 检查（t Ai ）

四次光刻一一QC 佥查一一前处理一一氮气合金先行（V B R ，I R ）—

测试（抗静电测试）——中测检验——如中转库。

编批――擦片――前处理 QC 检查（tox ）

P +

光刻一一QC 检查一一硼注入一一前处理

P +扩散与氧化一一QC 片后处理 —氮气合金——特性测试（ V BR ，I R ）

大片测试——中测——反向

目录

外延

在制造高频功率器件时，往往遇到一个击穿电压与集电极串联电阻对集电极材料电阻率的要求矛盾的问题，这时如果在低电阻率的单晶硅上外延生长一层高阻的外延层，器件做在外延层上，就能很好地解决以上的矛盾。外延层高电阻率保证击穿电压，低电阻率衬底使集电极串联电阻降低，减少器件功率损耗。

在单晶硅衬底上沿着原来的结晶轴方向延伸生长一层导电类型、电阻率、厚度和晶格结构及其完整性都符合要求的新的单晶层的过程叫做外延，这层新的单晶层叫做外延层。若外延层结构和性质与衬底材料相同叫做同质外延，

反之叫异质外延。根据外延层在器件制造中的作用来分，器件直接做在外延层上的叫做正外延，做在原单晶层上，低阻的外延层反过来作为支撑衬底的叫反外延。

外延方法主要有气相外延、液相外延、真空蒸发、高频溅射、分子束外延等，生产中常用的是硅的气相外延法。

气相外延生长机理

硅的气相外延是硅的气态化合物在加热的硅衬底表面与氢发生反应或自身热分解还原成硅，并以单晶的形式淀积在硅衬底表面的过程。具体包括：

1）反应剂分子以扩散方式从气相转移到生长层表面；2）反应剂分子被

生长层吸附；

3）被吸附的反应剂分子在生长层表面完成化学反应， 产生硅及

其它副产品；

4）副产品分子从表面解析，随着气流排出反应腔； 5）反应生成的硅原子形成晶格，或加接到晶格点阵上，形成单

晶外延层。

SiCl 4氢还原法和SiH 4热分解法，两种化学反应

方程式分别为：

SiH 4=Si+2H 2

外延层的杂质分布

外延层必须是经过掺杂的单晶层。从器件制造的角度考虑，总希 望外延层具有均匀的一定量的单一杂质分布， 而且要求外延层与衬底 界面处杂质分布浓度陡峭一些。

SiCI 4氢还原法外延由于在高达1200C 高温下进行，衬底与外延

层中杂质相互扩散， 从而使衬底与外延层形成杂质浓度缓变分布， 这 就是外延中的扩散效应。 这种效应是可逆的， 生成的 HCl 对硅有腐蚀 作用。在衬底腐蚀的同时其中杂质就释放出来， 加之在高温外延过程 中，高掺杂衬底中的杂质也会挥发， 此外整个外延层系统中也存在杂 质的沾污源，这三种因素造成的自掺杂效应严重影响了外延的杂质分 布，外延电阻率做高也不容易。

SiH 4热分解法反应温度低，其化学反应激活能是，比 SiCI 4小, 可以在1100C 时获得与1200C 下SiCl 4反应时相当的生长速率，同时 这种方法不产生HCl ，无反应腐蚀问题，因而扩散效应和自掺杂现象

不如 SiCl 4严重。如果采用“背封”技术和“二步法”外延，用

SiH 4 热分解法就能获得较为理想的突变结和浓度分布。 外延方法通常有 SiCl 4+2H 2=Si+4HCl

(1200C)

(1100C)