色哟哟视频在线观看-色哟哟视频在线-色哟哟欧美15最新在线-色哟哟免费在线观看-国产l精品国产亚洲区在线观看-国产l精品国产亚洲区久久

0
  • 聊天消息
  • 系統消息
  • 評論與回復
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學習在線課程
  • 觀看技術視頻
  • 寫文章/發帖/加入社區
會員中心
創作中心

完善資料讓更多小伙伴認識你,還能領取20積分哦,立即完善>

3天內不再提示

這可能最簡單的半導體工藝流程

半導體封裝工程師之家 ? 來源:半導體封裝工程師之家 ? 作者:半導體封裝工程師 ? 2023-12-08 10:27 ? 次閱讀

共讀好書

你即使從來沒有學過物理,從來沒學過數學也能看懂,但是有點太簡單了,適合入門,如果你想了解更多的CMOS內容,就要看這一期的內容了,因為只有了解完工藝流程(也就是二極管的制作流程)之后,才可以繼續了解后面的內容。那我們這一期就了解一下這個CMOS在foundry公司是怎么生產的(以非先進制程作為例子,先進制程的CMOS無論在結構上還是制作原理上都不一樣)。

首先要知道foundry從供應商(硅片供應商)那里拿到的晶圓(也叫wafer,我們后面簡稱wafer)是一片一片的,半徑為200mm(8寸廠)或者是300mm(12寸廠)的晶圓。如下圖,其實就是類似于一個大餅,我們把它稱作襯底。

5c65dcba-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

但是呢,我們這么看不太方便,我們從下往上看,看截面圖,也就是變成了下圖這個樣子。

5c7606b2-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

下面我們就看看怎么出現我們上一期提到的CMOS模型,由于實際的process需要幾千個步驟,我在這里就拿最簡單的8寸晶圓的主要步驟來聊。

制作Well和反型層:

也就是通常說的阱,well是通過離子植入(Ion Implantation,后面簡稱imp)的方式進入到襯底上的,如果要制作NMOS,需要植入P型well,如果制作PMOS,需要植入N型well,為了方便大家了解,我們拿NMOS來做例子。離子植入的機器通過將需要植入的P型元素打入到襯底中的特定深度,然后再在爐管中高溫加熱,讓這些離子活化并且向周圍擴散。這樣就完成了well的制作。制作完成后是這個樣子的。

5c879ba2-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

在制作well之后,后面還有其他離子植入的步驟,目的就是控制溝道電流和閥值電壓的大小,大家可以統一叫做反型層。如果是要做NMOS,反型層植入的是P型離子,如果是要做PMOS,反型層植入的是N型離子。植入之后是下面這個模型。

5c8d9c8c-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

這里面有很多內容的,比如離子植入時的能量,角度,離子的濃度等等,那些不在這一期當中,而且我相信你了解那一些的話,肯定是圈內人,你肯定有方法了解到。

制作SiO2:

后面就會制作二氧化硅(SiO2,后面簡稱Oxide),在CMOS的制作流程中,制作oxide的方法有很多。在這里由的SiO2是用在柵極下面的,它的厚度直接影響了閥值電壓的大小和溝道電流的大小。所以大多數foundry在這一步都是選擇質量最高,厚度控制最精確,均勻性最好的爐管氧化方法。其實很簡單,就是在通氧氣的爐管中,通過高溫,讓氧氣和硅發生化學反應,生成SiO2。這樣就在Si的表面生成了薄薄的一層SiO2,如下面的圖形。

5c997d36-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

當然這里面也有很多具體的信息,比如需要具體多少度啊,需要多少濃度的氧氣啊,需要高溫多長時間啊等等,這些都不是我們現在考慮的,那些太具體了。

柵端Poly的形成:

但是到這里還沒結束,SiO2只是相當于螺紋,真正的柵極(Poly)還沒有開始做呢。所以我們下一步就是在SiO2上面鋪一層多晶硅(多晶硅也是單一的硅元素組成,但是晶格排列方式不同。你千萬不要問我為什么襯底用單晶硅,柵極用多晶硅,這個有一本書叫半導體物理,您可以了解下,尷尬~)。Poly也是CMOS非常關鍵的一個環節,但是poly的成分是Si,不能像生長SiO2那樣通過直接和Si襯底直接反應生成。這就需要傳說中的CVD(化學氣相沉淀,Chemical Vapor Deposition),就是在真空中發生化學反應,將生成的物體沉淀到wafer上,在這個例子中,生成的物質就是多晶硅,然后沉淀到wafer上(這里要多說一句,poly是用CVD的方法在爐管中生成的,所以poly的生成不是用的純正CVD的機臺)。

5ca5a8ae-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

但是這種方法形成的多晶硅會在整片wafer都沉淀下來,沉淀之后是這個樣子。

5cb90020-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

Poly和SiO2的曝光:

到了上面這一步,其實已經形成我們想要的垂直結構了,最上面是poly,下面是SiO2,再到下面是襯底。但是現在整片wafer都是這樣,其實我們只需要一個特定位置是“水龍頭”結構。于是就有了整個工藝流程中最最關鍵的一步—曝光。

我們先在wafer表面鋪一層光刻膠,也叫光阻(很難解釋光刻膠的概念是什么,我相信你看著看著就懂了)就變成了這個樣子。

5ccb34c0-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

然后再用定義好的掩膜版(掩膜版上已經定義好了電路圖形)放在上面,最后用特定波長的光線照射,被照射的地方光阻會變活化,由于被掩膜版擋住的地方沒有被光源照到,所以這塊光阻沒有被活化。

5cdf2c32-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

由于被活化的光刻膠特別容易被特定化學液體洗掉,而沒有被活化的光刻膠不能被洗掉,所以通過照射后,再用特定的液體洗掉已經活化的
膠,最后就變成了這個樣子,在需要保留Poly和SiO2的地方留下光阻,在不需要保留的地方除去光阻。

5cea7c0e-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

Poly和SiO2的刻蝕:

這之后就是把那些多余的Poly和SiO2刻蝕掉,也就是除去掉,這個時候使用的是定向刻蝕。在刻蝕的分類中,有一種分法是定向刻蝕和非定向刻蝕,定向刻蝕就是指在某個特定方向進行刻蝕,而非定向刻蝕就是不定向的(一不小心又說多了,總之就是通過特定的酸堿,在某個特定的方向除去SiO2)。在這個例子中我們采取向下的定向刻蝕除去SiO2,變成了這個樣子。

5d05e0fc-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

最后再除去光阻,這個時候除去光阻的方法就不是上面提到的通過光的照射活化,而是通過其他方式,因為我們不需要在這個時候定義特定的大小,而是將光阻全部除掉。最后變成如下圖所示。

5d21805a-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

這樣我們就完成了保留特定位置Poly個SiO2的目的。

源端和漏端的形成:

最后我們再考慮一下源端和漏端是怎么形成的。大家還記得在上一期中我們聊過,源端和漏端都是離子植入相同類型的元素。這個時候,我們可以在需要植入N型的源/漏區域上用光阻開口。由于我們是只拿NMOS做例子,所以上圖中的所有部分都會開口,如下圖

5d312262-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

由于被光阻蓋住的部份是不能被植入的(光阻擋著了嘛),所以只有在需要的NMOS上才會植入N型元素。由于poly下面的襯底被poly和SiO2擋住,所以也不會被植入,于是就變成了這個樣子。

5d3f1f84-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

到這里,一個簡單的MOS模型就制作出來了,理論上來講,在source,drain,poly和襯底上加上電壓,這個MOS是可以工作的,但是我們總不能直接在source和drain拿個探針直接加上電壓吧。這個時候就需要MOS的布線,也就是在這個MOS上面,連導線,讓很多MOS連在一起。我們就看看這個布線的過程。

制作VIA:

首先第一步就是在整個MOS上蓋一層SiO2,如下圖

5d53a85a-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

當然這個SiO2是通過CVD的方式產生的,因為這樣速度會很快,很節省時間。下面的話還是鋪光阻,曝光的那一套,結束之后是長這個樣子。

5d64f86c-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

然后再用刻蝕的方法在SiO2上刻蝕出一個洞,如下圖灰色的部分,這個洞的深度直接接觸Si表面。

5d73bd5c-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

最后再除去光阻,得到下面的樣子。

5d85259c-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

這個時候要做的就是在這個洞里填導體,至于這個導體是什么?各家都不一樣,大部分都是鎢(Tungsten)的合金,那怎么才能填好這個洞呢?用的是PVD(Physical Vapor Deposition,物理氣相沉淀)的方式,原理類似于下圖。

5d8fd99c-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

使用高能量的電子或離子轟擊靶材,被打碎的靶材,會以原子的形式降落到下面,就這樣形成了下面的鍍膜。我們平時看新聞中提到的靶材就是指這里的靶材。

填完洞之后,就長這個樣子。

5da33b7c-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

當然我們在填的時候,不可能控制鍍膜的厚度正好等于洞的深度,所以會多余一些,這樣就用到了CMP(Chemical Mechanical polishing,化學機械研磨)技術,聽起來很高大上,其實就是磨,將多余的部分都給磨掉。結果就是這個樣子。

5db5c2b0-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

到了這里我們就完成了一層via的制作,當然,via制作主要是為了后面的金屬層布線。

金屬層制作:

在上面這個條件下,我們用PVD的方式再dep一層金屬(metal)。這個金屬主要是以銅為主的合金。

5dc46ad6-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

然后再經過曝光,刻蝕,得到我們想要的樣子。然后不斷的往上疊加,直到滿足我們的需求。

5dd3d430-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

我們在畫layout時,會告訴你使用的工藝最多有多少層metal,多少層via,就是指它可以疊加多少層。

最終就得到這樣的結構。最上面的pad就是這顆芯片的引腳,封裝之后就成了我們能看到的管腳(當然我這是胡亂畫的,沒有什么實際意義,只是為了舉例子)。

5de102d6-9571-11ee-8850-92fbcf53809c.jpg

這就是一顆芯片制作的大概流程。這一期我們了解了半導體foundry中最重要的曝光,刻蝕,離子植入,爐管,CVD,PVD,CMP等等

審核編輯 黃宇

聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。 舉報投訴
  • CMOS
    +關注

    關注

    58

    文章

    5710

    瀏覽量

    235423
  • 半導體
    +關注

    關注

    334

    文章

    27297

    瀏覽量

    218114
  • 光刻
    +關注

    關注

    8

    文章

    320

    瀏覽量

    30158
收藏 人收藏

    評論

    相關推薦

    PCB工藝流程詳解

    PCB工藝流程詳解PCB工藝流程詳解
    發表于 05-22 14:46

    簡述半導體超純水設備工藝流程及標準參考分析

      因為半導體生產過程中使用的藥水不同,生產工藝流程的差異,對純水的品質要求也不一樣。最關鍵的指標是:電導率(電阻率),總硅,pH值,顆粒度。線路板、半導體用純水因為本身工藝流程的不同
    發表于 08-12 16:52

    SMT貼裝基本工藝流程

    , 以及在回流焊接機之后加上PCA下板機(PCA Un-loader ),另外,成品PCA可能需要進行清洗和進行老 化測試,下面的流程圖(圖1)描述了典型的貼裝生產基本工藝流程?! ∩厦?b class='flag-5'>簡單
    發表于 08-31 14:55

    倒裝晶片的組裝工藝流程

      1.一般的混合組裝工藝流程  在半導體后端組裝工廠中,現在有兩種模塊組裝方法。在兩次回流焊工藝中,先在單獨的SMT生產線上組裝SMT 元件,該生產線由絲網印刷機、芯片貼裝機和第一個回流焊爐組成
    發表于 11-23 16:00

    晶體管管芯的工藝流程?

    晶體管管芯的工藝流程?光刻的工藝流程?pcb制版工藝流程?薄膜制備工藝流程?求大佬解答
    發表于 05-26 21:16

    半導體材料的工藝流程

    半導體材料的工藝流程 導體材料特性參數的大小與存在于材料中的雜質原子和晶體缺陷有很大關系。例如電阻率因雜質原子的類型和
    發表于 03-04 10:45 ?2476次閱讀

    pcb工藝流程

    工藝流程
    發表于 02-24 11:02 ?0次下載

    半導體封裝流程

    詳細介紹半導體封裝的前道工藝和后道工藝流程。
    發表于 05-26 11:46 ?0次下載

    半導體工藝流程

    半導體工藝流程
    發表于 01-14 12:52 ?253次下載

    半導體知識 芯片制造工藝流程講解

    半導體知識 芯片制造工藝流程講解
    的頭像 發表于 01-26 11:10 ?4w次閱讀
    <b class='flag-5'>半導體</b>知識 芯片制造<b class='flag-5'>工藝流程</b>講解

    smt工藝流程

    焊錫膏-回流焊工藝,如圖所示。該工藝流程的特點:簡單、快捷,有利于產品體積的減小。該工藝流程在無鉛工藝中更顯示出優越性。
    的頭像 發表于 05-08 17:03 ?2w次閱讀

    功率半導體分立器件工藝流程

    功率半導體分立器件的主要工藝流程包括:在硅圓片上加工芯片(主要流程為薄膜制造、曝光和刻蝕),進行芯片封裝,對加工完畢的芯片進行技術性能指標測試,其中主要生產工藝有外延
    發表于 02-24 15:34 ?4755次閱讀

    半導體行業芯片封裝與測試的工藝流程

    半導體芯片的封裝與測試是整個芯片生產過程中非常重要的環節,它涉及到多種工藝流程。
    的頭像 發表于 05-29 14:15 ?2912次閱讀
    <b class='flag-5'>半導體</b>行業芯片封裝與測試的<b class='flag-5'>工藝流程</b>

    半導體圖案化工藝流程之刻蝕(一)

    Dimension, CD)小型化(2D視角),刻蝕工藝從濕法刻蝕轉為干法刻蝕,因此所需的設備和工藝更加復雜。由于積極采用3D單元堆疊方法,刻蝕工藝的核心性能指數出現波動,從而刻蝕工藝
    的頭像 發表于 06-26 09:20 ?1577次閱讀
    <b class='flag-5'>半導體</b>圖案化<b class='flag-5'>工藝流程</b>之刻蝕(一)

    半導體芯片封裝工藝流程,芯片定制封裝技術

    當我們購買電子產品時,比如手機、電視或計算機,這些設備內部都有一個重要的組成部分,那就是半導體芯片。半導體芯片是由許多微小的電子元件組成的,為了保護和使用這些芯片,它們需要經過一個被稱為封裝的工藝流程。下面是
    的頭像 發表于 06-26 13:50 ?2395次閱讀
    主站蜘蛛池模板: 给个男人都懂的网址2019| 一个人免费视频在线观看高清版| 任你躁国语自产二区在线播放| 女人麻豆国产香蕉久久精品| 免费网站在线观看国产v片| 美女的jj| 免费。色婬网站| 嫩草影院久久99| 漂亮的保姆3集电影免费观看中文| 欧美美女性生活| 日本护士喷水| 四虎永久在线精品免费A| 无套日出白浆在线播放| 午夜宅宅伦电影网| 亚洲精品资源网在线观看| 亚洲色欲国产免费视频| 中文字幕亚洲无限码| 97在线视频免费观看97| va亚洲va天堂va视频在线| 东京热百度影音| 国产精品乱码一区二区三| 含羞草在线免费观看| 精品区2区3区4区产品乱码9| 久久久久久91香蕉国产| 暖暖 免费 高清 日本在线| 日本精品久久无码影院| 午夜男人免费福利视频| 一本道久久综合久久88| 18美女腿打开无遮软件| 成年人视频在线免费| 国产精品嫩草久久久久| 精品高潮呻吟99AV无码| 老王午夜69精品影院| 欧美特级午夜一区二区三区| 日本老妇一级特黄aa大片| 亚洲 天堂 欧美 日韩 国产| 亚洲精品一区三区三区在线观看| 最新亚洲人成网站在线影院| black大战chinese周晓琳| 国产AV无码一二三区视频| 精品日韩视频|