半导体工艺技术
半导体工艺
工艺优化的策略与技巧
工艺优化的策略
• 降低成本：通过优化工艺，降低生产成本 • 提高质量：通过优化工艺，提高产品质量 • 提高效率：通过优化工艺，提高生产效率
工艺优化的技巧
• 工艺参数调整：合理调整工艺参数，提高工艺性能 • 工艺过程改进：改进工艺过程，提高工艺稳定性 • 新材料应用：采用新材料，提高工艺性能
05
半导体工艺质量与可靠性
工艺质量的评价与控制方法
工艺质量的评价方法
• 参数评价：评价工艺参数是否符合工艺标准 • 性能评价：评价工艺制程对产品性能的影响 • 可靠性评价：评价工艺制程对产品质量和可靠性的影响
工艺质量的控制方法
• 在线监测：对生产过程中的工艺参数进行实时监测 • 工艺反馈：根据监测数据，调整工艺参数和过程 • 质量跟踪：对产品质量进行跟踪，分析问题和原因
薄膜工艺的特点
• 薄膜质量高：可以制备高质量、均匀的薄膜 • 工艺灵活：可以制备各种形状和结构的薄膜 • 应用广泛：广泛应用于半导体、微电子、表面处理等领 域
03
半导体工艺制程技术
光刻工艺的原理与应用
光刻工艺的原理
• 光刻胶：利用光敏材料在光照下发生化学反应 • 曝光：通过光源照射光刻胶，形成图形 • 显影：通过显影液溶解光刻胶，形成图形 • 刻蚀：将图形转移到衬底上，形成器件
半导体工艺的重要节点
• 1958年：硅晶体管发明 • 1960年：集成电路发明 • 1970年：CMOS工艺发明 • 1980年：超大规模集成电路（VLSI）时代来临 • 1990年：深亚微米工艺发展 • 2000年：纳米工艺发展
半导体工艺的未来发展趋势与挑战
半导体工艺的未来发展趋势
• 制程工艺不断缩小：提高集成度，降低成本 • 新材料的应用：提高性能，降低成本 • 三维集成技术：提高集成度，降低功耗
八大半导体工艺顺序剖析
八大半导体工艺顺序剖析八大半导体工艺顺序剖析在现代科技领域中，半导体材料和器件扮演着重要的角色。
作为电子设备的基础和核心组件，半导体工艺是半导体制造过程中不可或缺的环节。
有关八大半导体工艺顺序的剖析将会有助于我们深入了解半导体制造的工作流程。
本文将从简单到复杂，逐步介绍这八大工艺的相关内容。
1. 排版工艺（Photolithography）排版工艺是半导体制造过程中的首要步骤。
它使用光刻技术，将设计好的电路图案转移到硅晶圆上。
排版工艺需要使用光刻胶、掩膜和曝光设备等工具，通过逐层叠加和显影的过程，将电路图案转移到硅晶圆上。
2. 清洗工艺（Cleaning）清洗工艺在排版工艺之后进行，用于去除光刻胶和其他污染物。
清洗工艺可以采用化学溶液或高纯度的溶剂，保证硅晶圆表面的干净和纯净。
3. 高分辨率电子束刻蚀（High-Resolution Electron BeamLithography）高分辨率电子束刻蚀是一种先进的制造技术。
它使用电子束在硅晶圆表面进行刻蚀，以高精度和高分辨率地制作微小的电路图案。
4. 电子束曝光系统（Electron Beam Exposure Systems）电子束曝光系统是用于制造高分辨率电子束刻蚀的设备。
它具有高能量电子束发射器和复杂的控制系统，能够精确控制电子束的位置和强度，实现微米级别的精细曝光。
5. 高能量离子注入（High-Energy Ion Implantation）高能量离子注入是半导体器件制造中的一项重要工艺。
通过将高能量离子注入到硅晶圆表面，可以改变硅晶圆的电学性质，实现电路中的控制和测量。
6. 薄膜制备与沉积（Film Deposition）薄膜制备与沉积是制造半导体器件的关键工艺之一。
这个工艺将薄膜材料沉积在硅晶圆表面，包括化学气相沉积、物理气相沉积和溅射等方法。
这些薄膜能够提供电介质、导电材料或阻挡层等功能。
7. 设备和工艺完善（Equipment and Process Optimization）设备和工艺完善的步骤是优化半导体制造工艺的关键。
半导体八大工艺顺序
半导体八大工艺顺序半导体八大工艺顺序，是指半导体制造过程中的八个主要工艺步骤。
这些工艺步骤包括晶圆清洗、光刻、沉积、刻蚀、扩散、离子注入、退火和包封。
下面将逐一介绍这些工艺步骤的顺序及其作用。
1. 晶圆清洗晶圆清洗是半导体制造过程中的第一步。
在这一步骤中，晶圆将被放入化学溶液中进行清洗，以去除表面的杂质和污染物。
这样可以确保后续工艺步骤的顺利进行，同时也可以提高器件的质量和性能。
2. 光刻光刻是半导体制造中的关键工艺步骤之一。
在这一步骤中，将使用光刻胶覆盖在晶圆表面上，并通过光刻机将图形投射到光刻胶上。
然后，利用化学溶液将未曝光的光刻胶去除，从而形成所需的图形。
3. 沉积沉积是指在晶圆表面上沉积一层薄膜的工艺步骤。
这一层薄膜可以用于改变晶圆表面的性质，增加其导电性或绝缘性。
常用的沉积方法包括化学气相沉积和物理气相沉积。
4. 刻蚀刻蚀是将多余的材料从晶圆表面去除的工艺步骤。
在这一步骤中，利用化学溶液或等离子刻蚀机将不需要的材料去除，从而形成所需的图形和结构。
5. 扩散扩散是将杂质或掺杂物diffused 到晶圆中的工艺步骤。
这一步骤可以改变晶圆的电学性质，并形成PN 结等器件结构。
常用的扩散方法包括固体扩散和液相扩散。
6. 离子注入离子注入是将离子注入到晶圆中的工艺步骤。
这可以改变晶圆的导电性和掺杂浓度，从而形成电子器件的结构。
离子注入通常在扩散之前进行。
7. 退火退火是将晶圆加热至一定温度并保持一段时间的工艺步骤。
这可以帮助晶圆中的杂质扩散和掺杂物活化，从而提高器件的性能和稳定性。
8. 包封包封是将晶圆封装在外部保护材料中的工艺步骤。
这可以保护晶圆不受外部环境的影响，同时也可以方便晶圆的安装和使用。
半导体制造过程中的八大工艺顺序是一个复杂而精密的过程。
每个工艺步骤都起着至关重要的作用，只有严格按照顺序进行，才能生产出高质量的半导体器件。
希望通过本文的介绍，读者对半导体制造过程有了更深入的了解。
半导体七大核心工艺步骤
半导体七大核心工艺步骤
1. 晶圆生长，晶圆是制造芯片的基础，晶圆生长是指在高温下
将单晶硅材料生长成圆形晶圆。
2. 晶圆清洗，晶圆在生长过程中会附着各种杂质和污染物，因
此需要进行严格的清洗，以确保表面的干净和平整。
3. 晶圆扩散，在这一步骤中，通过高温处理将掺杂物质（如硼、磷等）扩散到晶圆表面，改变硅的导电性能。
4. 光刻，光刻技术是将光敏胶涂覆在晶圆表面，然后使用光刻
机将芯片图案投影到光敏胶上，形成光刻图案。
5. 蚀刻，蚀刻是利用化学反应将未被光刻覆盖的部分材料去除，从而形成芯片上的线路和结构。
6. 沉积，在芯片制造过程中，需要在特定区域沉积金属或者绝
缘材料，以形成导线、电容等元件。
7. 清洗和测试，最后一步是对芯片进行清洗和测试，确保芯片
的质量和性能符合要求。
这七大核心工艺步骤构成了半导体制造的基本流程，每一步都至关重要，任何一处的错误都可能导致芯片的失效。
半导体工艺的不断创新和完善，为现代电子技术的发展提供了坚实的基础。
半导体八大工艺顺序
半导体八大工艺顺序半导体八大工艺顺序是指半导体器件制造过程中的八个主要工艺步骤。
这些工艺步骤的顺序严格按照一定的流程进行，确保半导体器件的质量和性能。
下面将逐一介绍这八大工艺顺序。
第一步是晶圆清洁工艺。
在半导体器件制造过程中，晶圆是最基本的材料。
晶圆清洁工艺旨在去除晶圆表面的杂质和污染物，确保后续工艺步骤的顺利进行。
第二步是光刻工艺。
光刻工艺是将图形模式转移到晶圆表面的关键步骤。
通过光刻工艺，可以在晶圆表面形成所需的图形结构，为后续工艺步骤提供准确的参考。
第三步是沉积工艺。
沉积工艺是将材料沉积到晶圆表面的过程，包括化学气相沉积、物理气相沉积和溅射等技术。
通过沉积工艺，可以在晶圆表面形成所需的材料结构。
第四步是刻蚀工艺。
刻蚀工艺是将多余的材料从晶圆表面去除的过程，以形成所需的图形结构。
刻蚀工艺通常使用化学刻蚀或物理刻蚀的方式进行。
第五步是离子注入工艺。
离子注入工艺是向晶圆表面注入掺杂物质的过程，以改变晶体的电学性质。
通过离子注入工艺，可以实现半导体器件的掺杂和调控。
第六步是热处理工艺。
热处理工艺是将晶圆置于高温环境中进行退火、烘烤或氧化等处理的过程。
通过热处理工艺，可以改善晶体的结晶质量和电学性能。
第七步是清洗工艺。
清洗工艺是在制造过程中对晶圆进行清洗和去除残留污染物的过程，以确保半导体器件的质量和可靠性。
第八步是封装测试工艺。
封装测试工艺是将完成的半导体器件封装成最终产品，并进行性能测试和质量检验的过程。
通过封装测试工艺，可以确保半导体器件符合规格要求，并具有稳定可靠的性能。
总的来说，半导体八大工艺顺序是半导体器件制造过程中的关键步骤，每个工艺步骤都至关重要，任何一环节的不慎都可能影响整个制造过程的质量和性能。
通过严格按照八大工艺顺序进行制造，可以确保半导体器件具有优良的性能和可靠性，从而满足现代电子产品对半导体器件的高要求。
半导体八大工艺名称
半导体八大工艺名称1. 硅晶圆制备工艺硅晶圆制备是半导体制造过程的第一步，也是最为关键的一步。
它是指将高纯度的硅材料通过一系列的工艺步骤转化为薄而平整的硅晶圆。
硅晶圆制备工艺主要包括以下几个步骤：(1) 单晶生长单晶生长是将高纯度的硅材料通过熔融和凝固的过程，使其在特定的条件下形成单晶结构。
常用的单晶生长方法包括Czochralski法和区熔法。
(2) 切割切割是将生长好的硅单晶材料切割成薄片的过程。
常用的切割方法是采用金刚石刀片进行切割。
(3) 研磨和抛光研磨和抛光是将切割好的硅片进行表面处理，使其变得平整光滑的过程。
研磨通常使用研磨机进行，而抛光则使用化学机械抛光（CMP）工艺。
(4) 清洗清洗是将研磨和抛光后的硅片进行清洁处理，去除表面的污染物和杂质。
清洗过程通常采用酸洗和溶剂清洗的方法。
2. 光刻工艺光刻工艺是半导体制造中的一项关键工艺，用于将设计好的电路图案转移到硅晶圆上。
光刻工艺主要包括以下几个步骤：(1) 涂覆光刻胶涂覆光刻胶是将光刻胶涂覆在硅晶圆表面的过程。
光刻胶是一种敏感于紫外光的物质，可以通过紫外光的照射来改变其化学性质。
(2) 曝光曝光是将硅晶圆上的光刻胶通过光刻机上的光源进行照射，使其在特定区域发生化学反应。
曝光过程需要使用掩模板来控制光刻胶的曝光区域。
(3) 显影显影是将曝光后的光刻胶进行处理，使其在曝光区域发生溶解或固化的过程。
显影过程通常使用显影液进行。
(4) 清洗清洗是将显影后的硅晶圆进行清洁处理，去除残留的光刻胶和显影液。
3. 离子注入工艺离子注入工艺是将特定的离子注入到硅晶圆中，以改变其电学性质的过程。
离子注入工艺主要包括以下几个步骤：(1) 选择离子种类和能量选择合适的离子种类和能量是离子注入工艺的第一步。
不同的离子种类和能量可以改变硅晶圆的导电性质。
(2) 离子注入离子注入是将选择好的离子通过离子注入机进行注入的过程。
离子注入机通过加速器将离子加速到一定的能量，并将其注入到硅晶圆中。
半导体工艺技术优质课件
7 ➢第六次光刻：接触孔刻蚀；
8
➢金属Al淀积； ➢第七次光刻：生成金属化图形；
课程设计作业一
课程设计作业一
形成N阱
初始氧化 淀积氮化硅层 光刻1版，定义出N阱 反应离子刻蚀氮化硅层 N阱离子注入，注磷
形成P阱
去掉光刻胶
在N阱区生长厚氧化层，其他区域被氮化硅层保护 而不会被氧化
优点是选择性好、反复性好、生产效率高、 设备简朴、成本低
缺陷是钻蚀严重、对图形旳控制性较差
干法刻蚀
溅射与离子束铣蚀：经过高能惰性气体离子旳物理轰
击作用刻蚀，各向异性性好，但选择性较差
等离子刻蚀(Plasma Etching)：利用放电产生旳游
离基与材料发生化学反应，形成挥发物，实现刻蚀。选 择性好、对衬底损伤较小，但各向异性较差
➢热氧化生成场氧； ➢氮化硅刻蚀； ➢缓冲层刻蚀； ➢清洗表面； ➢阈值电压调整旳离子注入； ➢栅氧生长；
4
➢CVD淀积N+多晶硅栅； ➢第三次光刻：形成多晶硅图形，定义栅极；
5
➢第四次光刻：打开N+区旳离子注入窗口； ➢磷注入；
5
➢光刻胶掩蔽条； ➢第五次光刻：P+区离子注入；
6
➢光刻胶掩蔽条； ➢CVD淀积SiO2； ➢离子注入退火；
掺杂旳均匀性好 温度低：不大于600℃ 能够精确控制杂质分布 能够注入多种各样旳元素 横向扩展比扩散要小得多。 能够对化合物半导体进行掺杂
离子注入系统旳原理示意图
离子注入到无定形靶中旳高斯分布情况
退火
退火：也叫热处理，集成电路工艺中全部旳 在氮气等不活泼气氛中进行旳热处理过程都 能够称为退火
形成N管源漏区
光刻，利用光刻胶将PMOS区保护起来 离子注入磷或砷，形成N管源漏区
八个基本半导体工艺
八个基本半导体工艺半导体工艺是指将材料变成半导体器件的过程，其重要程度不言而喻。
在现代电子技术中，半导体器件已经成为核心，广泛应用于计算机、通讯、能源、医疗、交通等各个领域。
这里我们将介绍八个基本的半导体工艺。
1. 晶圆制备工艺晶圆是半导体器件制造的关键材料，其制备工艺又被称为晶圆制备工艺。
晶圆制备工艺包括：单晶生长、切片、去除表面缺陷等。
单晶生长是指将高纯度的半导体材料通过熔融法或气相沉积法制成单晶，在这个过程中需要控制晶体生长速度、温度、压力等因素，以保证晶体质量。
切片是指将单晶切成厚度为0.5 mm左右的晶片，这个过程中需要控制切割角度、切割速度等因素，以保证晶片质量。
去除表面缺陷是指通过化学机械抛光等方式去除晶片表面缺陷，以保证晶圆表面平整度。
2. 氧化工艺氧化工艺是指将半导体器件表面形成氧化物层的过程。
氧化工艺可以通过湿法氧化、干法氧化等方式实现。
湿法氧化是将半导体器件置于酸性或碱性液体中，通过化学反应形成氧化物层。
干法氧化是将半导体器件置于高温气氛中，通过氧化反应形成氧化物层。
氧化工艺可以提高半导体器件的绝缘性能、稳定性和可靠性。
3. 沉积工艺沉积工艺是指将材料沉积在半导体器件表面形成薄膜的过程。
沉积工艺包括物理气相沉积、化学气相沉积、物理溅射沉积等。
物理气相沉积是将材料蒸发或溅射到半导体器件表面，形成薄膜。
化学气相沉积是将材料化学反应后生成气体，再将气体沉积到半导体器件表面，形成薄膜。
物理溅射沉积是将材料通过溅射的方式，将材料沉积在半导体器件表面，形成薄膜。
沉积工艺可以改善半导体器件的电学、光学、机械性能等。
4. 电子束光刻工艺电子束光刻工艺是指通过电子束照射对光刻胶进行曝光，制作出微米级别的图形的过程。
电子束光刻工艺具有高分辨率、高精度和高速度等优点，是制造微电子元器件的必要工艺。
5. 金属化工艺金属化工艺是指将金属材料沉积在半导体器件表面形成导电层的过程。
金属化工艺包括：电镀、化学镀、物理气相沉积等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching，简称为 RIE)：通过活性离子对衬底的物理轰击和化学反 应双重作用刻蚀。具有溅射刻蚀和等离子刻蚀两 者的优点，同时兼有各向异性和选择性好的优点。 目前，RIE已成为VLSI工艺中应用最广泛的主流 刻蚀技术
它的化学性质非常稳定，室温下它 只与氢氟酸发生化学反应
氧化硅层的主要作用
在MOS电路中作为MOS器件的绝缘栅介 质，器件的组成部分 扩散时的掩蔽层，离子注入的(有时与光 刻胶、Si3N4层一起使用)阻挡层 作为集成电路的隔离介质材料 作为电容器的绝缘介质材料 作为多层金属互连层之间的介质材料 作为对器件和电路进行钝化的钝化层材 料
20世纪70年代的典型工艺
20世纪80年代的典型工艺
N-well CMOS 工艺
1
热氧化生成SiO2； 第一次光刻：打开N阱离子注入窗口； 进行N阱的离子注入与二次扩散； 刻蚀氧化物；
2
热氧化生成SiO2缓冲层； CVD淀积Si3N4； 第二次光刻：定义有效沟道区域； 氮化硅刻蚀； 氧化层刻蚀；
SiO2的制备方法
热氧化法
干氧氧化 水蒸汽氧化 湿氧氧化 干氧－湿氧－干氧(简称干湿干)氧化法 氢氧合成氧化
化学气相淀积法 热分解淀积法 溅射法
进行干氧和湿氧氧化的氧化炉示意图
化学汽相淀积(CVD)
化学汽相淀积(Chemical Vapor Deposition)：通 过气态物质的化学反应在衬底上淀积一层薄膜材 料的过程 CVD技术特点： 具有淀积温度低、薄膜成分和厚度易于控制、 均匀性和重复性好、台阶覆盖优良、适用范围 广、设备简单等一系列优点 CVD方法几乎可以淀积集成电路工艺中所需要 的各种薄膜，例如掺杂或不掺杂的SiO2、多晶 硅、非晶硅、氮化硅、金属(钨、钼)等
接触式
光源
接近式
投影式
光学系统
掩膜版 光刻胶 硅片
三种光刻方式
图形转换：光刻
超细线条光刻技术
甚远紫外线(EUV) 电子束光刻 X射线 离子束光刻
图形转换：刻蚀技术
湿法刻蚀： 利用液态化学试剂或溶液
通过化学反应进行刻蚀的方法
干法刻蚀： 主要指利用低压放电产生
的等离子体中的离子或游离基(处于激发 态的分子、原子及各种原子基团等)与材 料发生化学反应或通过轰击等物理作用而 达到刻蚀的目的
3
热氧化生成场氧； 氮化硅刻蚀； 缓冲层刻蚀； 清洗表面； 阈值电压调整的离子注入； 栅氧生长；
4
CVD淀积N+多晶硅栅； 第三次光刻：形成多晶硅图形，定义栅极；
5
第四次光刻：打开N+区的离子注入窗口； 磷注入；
5
光刻胶掩蔽条； 第五次光刻：P+区离子注入；
6
光刻胶掩蔽条； CVD淀积SiO2； 离子注入退火；
半导体制造工艺
微电子学：
Microelectronics
微电子学——微型电子学 核心——半导体器件
半导体器件设计与制造的主要流程框架
物 理 原 理
设计掩Biblioteka 版芯片制 造过程单晶、外 延材料
芯片检测
封装
测试
芯片制造过程
硅片
—制造业—
由氧化、淀积、离子注入或蒸 发形成新的薄膜或膜层
用掩膜版 重复 20-30次
化学汽相淀积(CVD)
常压化学汽相淀积(APCVD)
低压化学汽相淀积(LPCVD)
等离子增强化学汽相淀积
(PECVD)
APCVD反应器的结构示意图
LPCVD反应器的结构示意图
平行板型PECVD反应器的结构示意图
化学汽相淀积(CVD)
单晶硅的化学汽相淀积(外延)：一般地，将 在单晶衬底上生长单晶材料的工艺叫做外延， 生长有外延层的晶体片叫做外延片 二氧化硅的化学汽相淀积：可以作为金属化 时的介质层，而且还可以作为离子注入或扩 散的掩蔽膜，甚至还可以将掺磷、硼或砷的 氧化物用作扩散源
光刻
正胶： 分辨率高，在超大规模集成电路工艺
中，一般只采用正胶
负胶：分辨率差，适于加工线宽≥3m的线条
正胶：曝光 后可溶
负胶：曝光 后不可溶
图形转换：光刻
几种常见的光刻方法
接触式光刻：分辨率较高，但是容易造 成掩膜版和光刻胶膜的损伤。 接近式曝光：在硅片和掩膜版之间有一 个很小的间隙(10～25m)，可以大大减 小掩膜版的损伤，分辨率较低 投影式曝光：利用透镜或反射镜将掩膜 版上的图形投影到衬底上的曝光方法， 目前用的最多的曝光方式
7
第六次光刻：接触孔刻蚀；
8
金属Al淀积； 第七次光刻：生成金属化图形；
课程设计作业一
课程设计作业一
形成N阱
初始氧化 淀积氮化硅层 光刻1版，定义出N阱 反应离子刻蚀氮化硅层 N阱离子注入，注磷
形成P阱 去掉光刻胶 在N阱区生长厚氧化层，其它区域被氮化硅层保护 而不会被氧化 去掉氮化硅层 P阱离子注入，注硼
形成第二层金属
合金 形成钝化层
在低温条件下(小于300℃)淀积氮化硅 光刻钝化版 刻蚀氮化硅，形成钝化图形
测试、封装，完成集成电路的制造工艺
CMOS集成电路一般采用(100)晶向的硅材料
双极集成电路 制造工艺
双极集成电路工艺
制作埋层
初始氧化，热生长厚度约为500～1000nm的氧化层 光刻1#版(埋层版)，利用反应离子刻蚀技术将光刻窗口中的 氧化层刻蚀掉，并去掉光刻胶 进行大剂量As+注入并退火，形成n+埋层
物理气相淀积(PVD)
蒸发：在真空系统中，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。按照能 量来源的不同，有灯丝加热蒸发和电子 束蒸发两种 溅射：真空系统中充入惰性气体，在高 压电场作用下，气体放电形成的离子被 强电场加速，轰击靶材料，使靶原子逸 出并被溅射到晶片上
曝 光
刻 蚀
测试和封装
沟道长度为0.15微米的晶体管
栅长为90纳米的栅图形照片
30m
100 m 头发丝粗细
50m
30~50m (皮肤细胞的大小)
1m 1m (晶体管的大小)
90年代生产的集成电路中晶体管大小与人 类头发丝粗细、皮肤细胞大小的比较
N沟道MOS晶体管
CMOS集成电路(互补型MOS集成电路)： 目前应用最为广泛的一种集成电路，约占 集成电路总数的95%以上。
推阱
去掉N阱区的氧化层 退火驱入
形成场隔离区
生长一层薄氧化层 淀积一层氮化硅 光刻场隔离区，非隔离区被 光刻胶保护起来 反应离子刻蚀氮化硅 场区离子注入 热生长厚的场氧化层 去掉氮化硅层
形成多晶硅栅
生长栅氧化层 淀积多晶硅 光刻多晶硅栅 刻蚀多晶硅栅
淀积金属钨(W)，形成钨塞
形成第一层金属
淀积金属层，如Al-Si、Al-Si-Cu合金等 光刻第一层金属版，定义出连线图形 反应离子刻蚀金属层，形成互连图形
形成穿通接触孔
化学气相淀积PETEOS 通过化学机械抛光进行平坦化 光刻穿通接触孔版 反应离子刻蚀绝缘层，形成穿通接触孔 淀积金属层，如Al-Si、Al-Si-Cu合金等 光刻第二层金属版，定义出连线图形 反应离子刻蚀，形成第二层金属互连图形
掺杂的均匀性好 温度低：小于600℃ 可以精确控制杂质分布 可以注入各种各样的元素 横向扩展比扩散要小得多。 可以对化合物半导体进行掺杂
离子注入系统的原理示意图
离子注入到无定形靶中的高斯分布情况
退
火
激活杂质：使不在晶格位置上的离子运动到晶格 位置，以便具有电活性，产生自由载流子，起到 杂质的作用 消除损伤
生长n型外延层
利用HF腐蚀掉硅片表面的氧化层 将硅片放入外延炉中进行外延，外延层的厚度和掺杂浓度一 般由器件的用途决定
形成横向氧化物隔离区
热生长一层薄氧化层，厚度约50nm 淀积一层氮化硅，厚度约100nm 光刻2#版(场区隔离版
形成横向氧化物隔离区
间隙式扩散：杂质离子位于晶格间隙：
Na、K、Fe、Cu、Au 等元素 扩散系数要比替位式扩散大6～7个数量级
杂质横向扩散示意图
固态源扩散：如B2O3、P2O5、BN等
利用液态源进行扩散的装置示意图
离子注入
离子注入：将具有很高能量的杂质离子射入半 导体衬底中的掺杂技术，掺杂深度由注入杂质 离子的能量和质量决定，掺杂浓度由注入杂质 离子的数目(剂量)决定
蒸
发
原
理
图
半导体工艺
图形转换：
光刻：接触光刻、接近光刻、投影光刻、电子束 光刻 刻蚀：干法刻蚀、湿法刻蚀 离子注入 扩散 退火
掺杂：
制膜：
氧化：干氧氧化、湿氧氧化等 CVD：APCVD、LPCVD、PECVD PVD：蒸发、溅射
集成电路制造工艺
20世纪60年代的典型工艺
图形转换：刻蚀技术
湿法腐蚀：
湿法化学刻蚀在半导体工艺中有着广泛应用： 磨片、抛光、清洗、腐蚀 优点是选择性好、重复性好、生产效率高、 设备简单、成本低 缺点是钻蚀严重、对图形的控制性较差