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广州新型半导体器件加工流程

来源: 发布时间:2023年03月06日

半导体器件的生产,除需要超净的环境外,有些工序还必须在真空中进行。在我们生活的大气环境中,充满了大量的氮气、氧气和其他各种气体分子,这些气体分子时时刻刻都在运动着。当这些气体分子运动到物体的表面时,就会有一部分黏附在该物体的表面。这在日常生活中,不会产生多大的影响。但在对周围环境要求极高的半导体器件的生产工序中,这些细微的变化就会给生产带来各种麻烦。每一半导体器件都包含着许多层各种各样的材料,如果在这些不同的材料层之间混入气体分子,就会破坏器件的电学或光学性能。比如,当希望在晶体层上再生长一层晶体时(称为外延),底层晶体表面吸附的气体分子,会阻碍上面的原子按照晶格结构进行有序排列,结果在外延层中引入大量缺陷,严重时,甚至长不出晶体,而只能得到原子排列杂乱无章的多晶或非晶体。掺杂原子的注入所造成的晶圆损伤会被热处理修复,这称为退火,温度一般在1000℃左右。广州新型半导体器件加工流程

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微纳加工技术是先进制造的重要组成部分,是衡量国家高级制造业水平的标志之一,具有多学科交叉性和制造要素极端性的特点,在推动科技进步、促进产业发展、拉动科技进步、保障**安全等方面都发挥着关键作用。微纳加工技术的基本手段包括微纳加工方法与材料科学方法两种。很显然,微纳加工技术与微电子工艺技术有密切关系。微纳加工大致可以分为“自上而下”和“自下而上”两类。“自上而下”是从宏观对象出发,以光刻工艺为基础,对材料或原料进行加工,较小结果尺寸和精度通常由光刻或刻蚀环节的分辨力决定。“自下而上”技术则是从微观世界出发,通过控制原子、分子和其他纳米对象的相互作用力将各种单元构建在一起,形成微纳结构与器件。广州新型半导体器件加工流程单晶硅片是单晶硅棒经由一系列工艺切割而成的。

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晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片,其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种,然后慢慢拉出,形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨,抛光,切片后,形成硅晶圆片,也就是晶圆。国内晶圆生产线以8英寸和12英寸为主。晶圆的主要加工方式为片加工和批加工,即同时加工1片或多片晶圆。随着半导体特征尺寸越来越小,加工及测量设备越来越先进,使得晶圆加工出现了新的数据特点。同时,特征尺寸的减小,使得晶圆加工时,空气中的颗粒数对晶圆加工后质量及可靠性的影响增大,而随着洁净的提高,颗粒数也出现了新的数据特点。

表面硅MEMS加工工艺主要是以不同方法在衬底表面加工不同的薄膜,并根据需要事先在薄膜下面已确定的区域中生长分离层。这些都需要制膜工艺来完成。制膜的方法有很多,如蒸镀、溅射等物理的气相淀积法(PVD)、化学气相淀积法(CVD)以及外延和氧化等。其中CVD是微电子加工技术中较常用的薄膜制作技术之一,它是在受控气相条件下,通过气体在加热基板上反应或分解使其生成物淀积到基板上形成薄膜。CVD技术可以分为常压(APCVD)、低压(LPCVD)、等离子体增强(PECVD)等不同技术。采用CVD所能制作的膜有多晶硅、单晶硅、非晶硅等半导体薄膜,氧化硅、氮化硅等绝缘体介质膜,以及高分子膜和金属膜等。由于在表面硅MEMS加工技术中较常用到的是多晶硅、氧化硅、氮化硅薄膜,而它们通常采用LPCVD或PECVD来制作。刻蚀是用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程。

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氧化炉为半导体材料进氧化处理,提供要求的氧化氛围,实现半导体设计预期的氧化处理,是半导体加工过程不可或缺的一个环节。退火炉是半导体器件制造中使用的一种工艺设备,其包括加热多个半导体晶片以影响其电性能。热处理是针对不同的效果而设计的。可以加热晶片以激发掺杂剂,将薄膜转换成薄膜或将薄膜转换成晶片衬底界面,使致密沉积的薄膜,改变生长的薄膜的状态,修复注入的损伤,移动掺杂剂或将掺杂剂从一个薄膜转移到另一个薄膜或从薄膜进入晶圆衬底。单晶圆清洗取代批量清洗是先进制程的主流,单晶圆清洗通常采用单晶圆清洗设备。广州新型半导体器件加工流程

在MOS场效应管的制作工艺中,多晶硅是作为电极材料(栅极)用的,用多晶硅构成电阻的结构。广州新型半导体器件加工流程

基于光刻工艺的微纳加工技术主要包含以下过程:掩模(mask)制备、图形形成及转移(涂胶、曝光、显影)、薄膜沉积、刻蚀、外延生长、氧化和掺杂等。在基片表面涂覆一层某种光敏介质的薄膜(抗蚀胶),曝光系统把掩模板的图形投射在(抗蚀胶)薄膜上,光(光子)的曝光过程是通过光化学作用使抗蚀胶发生光化学作用,形成微细图形的潜像,再通过显影过程使剩余的抗蚀胶层转变成具有微细图形的窗口,后续基于抗蚀胶图案进行镀膜、刻蚀等可进一步制作所需微纳结构或器件。广州新型半导体器件加工流程

广东省科学院半导体研究所是我国微纳加工技术服务,真空镀膜技术服务,紫外光刻技术服务,材料刻蚀技术服务专业化较早的****之一,广东省半导体所是我国电子元器件技术的研究和标准制定的重要参与者和贡献者。公司主要提供面向半导体光电子器件、功率电子器件、MEMS、生物芯片等前沿领域,致力于打造***的公益性、开放性、支撑性枢纽中心。平台拥有半导体制备工艺所需的整套仪器设备,建立了一条实验室研发线和一条中试线,加工尺寸覆盖2-6英寸(部分8英寸),同时形成了一支与硬件有机结合的专业人才队伍。平台当前紧抓技术创新和公共服务,面向国内外高校、科研院所以及企业提供开放共享,为技术咨询、创新研发、技术验证以及产品中试提供支持。等领域内的业务,产品满意,服务可高,能够满足多方位人群或公司的需要。将凭借高精尖的系列产品与解决方案,加速推进全国电子元器件产品竞争力的发展。