晶圆制造工艺流程
1、 表面清洗
2、 初次氧化
3、 CVD(Chemical Vapor deposition) 法沉积一层 Si3N4 (Hot CVD 或 LPCVD) 。 (1)常压 CVD (Normal Pressure CVD) (2)低压 CVD (Low Pressure CVD) (3)热 CVD (Hot CVD)/(thermal CVD) (4)电浆增强 CVD (Plasma Enhanced CVD) (5)MOCVD (Metal Organic CVD) & 分子磊晶成长 (Molecular Beam Epitaxy) (6)外延生长法 (LPE)
4、 涂敷光刻胶 (1)光刻胶的涂敷 (2)预烘 (pre bake) (3)曝光 (4)显影 (5)后烘 (post bake) (6)腐蚀 (etching) (7)光刻胶的去除
5、 此处用干法氧化法将氮化硅去除
6 、离子布植将硼离子 (B+3) 透过 SiO2 膜注入衬底,形成 P 型阱
7、 去除光刻胶,放高温炉中进行退火处理
8、 用热磷酸去除氮化硅层,掺杂磷 (P+5) 离子,形成 N 型阱
9、 退火处理,然后用 HF 去除 SiO2 层
10、干法氧化法生成一层 SiO2 层,然后 LPCVD 沉积一层氮化硅
11、利用光刻技术和离子刻蚀技术,保留下栅隔离层上面的氮化硅层
12、湿法氧化,生长未有氮化硅保护的 SiO2 层,形成 PN 之间的隔离区
13、热磷酸去除氮化硅,然后用 HF 溶液去除栅隔离层位置的 SiO2 ,并重新生成品质更好的 SiO2 薄膜 , 作为栅极氧化层。
14、LPCVD 沉积多晶硅层,然后涂敷光阻进行光刻,以及等离子蚀刻技术,栅极结构,并氧化生成 SiO2 保护层。
15、表面涂敷光阻,去除 P 阱区的光阻,注入砷 (As) 离子,形成 NMOS 的源漏极。用同样的方法,在 N 阱区,注入 B 离子形成 PMOS 的源漏极。
16、利用 PECVD 沉积一层无掺杂氧化层,保护元件,并进行退火处理。
17、沉积掺杂硼磷的氧化层 18、濺镀第一层金属 (1) 薄膜的沉积方法根据其用途的不同而不同,厚度通常小于 1um 。 (2) 真空蒸发法( Evaporation Deposition ) (3) 溅镀( Sputtering Deposition )
19、光刻技术定出 VIA 孔洞,沉积第二层金属,并刻蚀出连线结构。然后,用 PECVD 法氧化层和氮化硅保护层。
20、光刻和离子刻蚀,定出 PAD 位置
21、最后进行退火处理,以保证整个 Chip 的完整和连线的连接性
晶圆制造总的工艺流程芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序(Wafer Fabrication)、晶圆针测工序(Wafer Probe)、构装工序(Packaging)、测试工序(Initial Test and Final Test)等几个步骤。
其中晶圆处理工序和晶圆针测工序为前段(Front End)工序,而构装工序、测试工序为后段(Back End)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。
3、构装工序:就是将单个的晶粒固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上,并把晶粒上蚀刻出的一些引接线端与基座底部伸出的插脚连接,以作为与外界电路板连接之用,最后盖上塑胶盖板,用胶水封死。其目的是用以保护晶粒避免受到机械刮伤或高温破坏。到此才算制成了一块集成电路芯片(即我们在电脑里可以看到的那些黑色或褐色,两边或四边带有许多插脚或引线的矩形小块)。
4、测试工序:芯片制造的最后一道工序为测试,其又可分为一般测试和特殊测试,前者是将封装后的芯片置于各种环境下测试其电气特性,如消耗功率、运行速度、耐压度等。经测试后的芯片,依其电气特性划分为不同等级。而特殊测试则是根据客户特殊需求的技术参数,从相近参数规格、品种中拿出部分芯片,做有针对性的专门测试,看是否能满足客户的特殊需求,以决定是否须为客户设计专用芯片。经一般测试合格的产品贴上规格、型号及出厂日期等标识的标签并加以包装后即可出厂。而未通过测试的芯片则视其达到的参数情况定作降级品或废品 。
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