IC產(chǎn)業(yè)鏈的分工設(shè)計(jì)制造封裝1AIC產(chǎn)業(yè)鏈的分工設(shè)計(jì)制造封裝1A目前微電子產(chǎn)業(yè)已逐漸演變?yōu)樵O(shè)計(jì)，制造和封裝三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)。2A目前微電子產(chǎn)業(yè)已逐漸演變?yōu)樵O(shè)計(jì)，制造2AIC制作.tw3AIC制作.tw3A0IC制造技術(shù)1、晶片制備2、掩模板制備3、晶片加工4A0IC制造技術(shù)1、晶片制備4AInitialoxSisubstrateInitialoxSisubstratePRDiffmodulePHOTOmoduleETCHmoduleInioxSisubPRThinfilmmoduleInioxSisubDiff,PHOTO,ETCH,T/FICcrosssectionWATWaferSortingChipCutting初始晶片(primarywafer)BondingPackagingFinalTestIC制造過(guò)程5AInitialoxSisubstrateInitialIC內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)電電路絕緣層硅底材元件結(jié)構(gòu)內(nèi)連導(dǎo)線架構(gòu)FieldOxideFieldOxideSource/DrainRegionsGateOxide6AIC內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)電電路絕緣層硅底材元件結(jié)構(gòu)內(nèi)連導(dǎo)線架構(gòu)FielNPN雙極型晶體管（三極管）7ANPN雙極型晶體管（三極管）7A第一塊IC8A第一塊IC8AMOS結(jié)構(gòu)9AMOS結(jié)構(gòu)9A0.1晶片制備1、材料提純（硅棒提純）2、晶體生長(zhǎng)（晶棒制備）3、切割（切成晶片）4、研磨（機(jī)械磨片、化學(xué)機(jī)械拋光CMP）5、晶片評(píng)估（檢查）10A0.1晶片制備1、材料提純（硅棒提純）10A0.1.1材料提純（硅棒提純）提純?cè)恚蝴}水結(jié)冰后，冰中鹽的含量較低==〉在液態(tài)硅(熔區(qū))中,雜質(zhì)濃度大些提純方法：區(qū)域精煉法11A0.1.1材料提純（硅棒提純）提純?cè)恚蝴}水結(jié)冰后，冰中鹽液態(tài)物質(zhì)降溫到凝固點(diǎn)以下，有些原子/分子會(huì)趨于固體結(jié)構(gòu)的排列，形成較小的核心（晶粒），控制晶粒取向，可得到單晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。例如：8’晶片的晶棒重達(dá)200kg，需要3天時(shí)間來(lái)生長(zhǎng)0.1.2晶棒生長(zhǎng)——直拉法12A液態(tài)物質(zhì)降溫到凝固點(diǎn)以下，有些原子/分子會(huì)趨于固體結(jié)構(gòu)的排列0.1.3切割（切成晶片）鋸切頭尾→檢查定向性和電阻率等→切割晶片晶片厚約50μm13A0.1.3切割（切成晶片）鋸切頭尾→檢查定向性和電阻率等→0.2掩模板制備特殊的石英玻璃上，涂敷一層能吸收紫外線的鉻層（氧化鉻或氧化鐵），再用光刻法制造光刻主要步驟涂膠曝光顯影顯影蝕刻14A0.2掩模板制備特殊的石英玻璃上，涂敷一層能吸收紫外線的鉻光刻工藝15A光刻工藝15A掩模板應(yīng)用舉例：光刻開(kāi)窗16A掩模板應(yīng)用舉例：光刻開(kāi)窗16A0.3晶片加工主要步驟：氧化開(kāi)窗摻雜金屬膜形成摻雜沉積鈍化17A0.3晶片加工主要步驟：17A0.3.1氧化氧化膜（SiO2、SiNH）的作用：保護(hù)：如，鈍化層（密度高、非常硬）摻雜阻擋：阻擋擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)選擇性摻雜絕緣：如，隔離氧化層介質(zhì)：電容介質(zhì)、MOS的絕緣柵晶片不變形：與Si晶片的熱膨脹系數(shù)很接近，在高溫氧化、摻雜、擴(kuò)散等公益中，晶片不會(huì)因熱脹冷縮而產(chǎn)生彎曲18A0.3.1氧化氧化膜（SiO2、SiNH）的作用：18A氧化氧化方法：濺射法、真空蒸發(fā)法、CVD、熱氧化法等例：干氧化法：Si+O2=SiO2（均勻性好）濕氧化法：Si+O2=SiO2（生長(zhǎng)速度快）

Si+2H2O=SiO2+H219A氧化氧化方法：濺射法、真空蒸發(fā)法、CVD、熱氧化法等19A0.3.2開(kāi)窗20A0.3.2開(kāi)窗20A0.3.3摻雜（擴(kuò)散）擴(kuò)散原理雜質(zhì)原子在高溫（1000-1200度）下從硅晶片表面的高濃度區(qū)向襯底內(nèi)部的低濃度區(qū)逐漸擴(kuò)散。擴(kuò)散濃度與溫度有關(guān)：（1000-1200度擴(kuò)散快）21A0.3.3摻雜（擴(kuò)散）擴(kuò)散原理21A0.3.4擴(kuò)散擴(kuò)散步驟：1、預(yù)擴(kuò)散（淀積）恒定表面源擴(kuò)散（擴(kuò)散過(guò)程中，硅片的表面雜質(zhì)濃度不變），溫度低，時(shí)間短，擴(kuò)散淺：控制擴(kuò)散雜質(zhì)的數(shù)量。2、主擴(kuò)散有限表面源擴(kuò)散（擴(kuò)散過(guò)程中，硅片的表面雜質(zhì)源不補(bǔ)充），溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，擴(kuò)散深：控制擴(kuò)散雜質(zhì)的表面濃度和擴(kuò)散深度、或暴露表面的氧化。22A0.3.4擴(kuò)散擴(kuò)散步驟：22A擴(kuò)散擴(kuò)散分類及設(shè)備：按照雜質(zhì)在室溫下的形態(tài)分為：液態(tài)源擴(kuò)散、氣態(tài)源擴(kuò)散、固態(tài)源擴(kuò)散23A擴(kuò)散擴(kuò)散分類及設(shè)備：23A0.3.5薄膜淀積、金屬化薄膜：一般指，厚度小于1um薄膜淀積技術(shù)：形成絕緣薄膜、半導(dǎo)體薄膜、金屬薄膜等金屬化、多層互連：將大量相互隔離、互不連接的半導(dǎo)體器件（如晶體管）連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整的集成塊電路24A0.3.5薄膜淀積、金屬化薄膜：一般指，厚度小于1um24薄膜淀積薄膜：小于1um，要求：厚度均勻、高純度、可控組分、臺(tái)階覆蓋好、附著性好、電學(xué)性能好薄膜淀積方法：1、物理氣相淀積（PVD）2、化學(xué)氣相淀積（CVD：APCVD、LPCVD、PECVD）25A薄膜淀積薄膜：小于1um，要求：厚度均勻、薄膜淀積——物理氣相淀積（PVD）PVD：利用某種物理過(guò)程，例如蒸發(fā)或?yàn)R射現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移，即原子或分子從原料表面逸出，形成粒子射入到硅片表面，凝結(jié)形成固態(tài)薄膜。1、真空蒸發(fā)PVD2、濺射PVD26A薄膜淀積——物理氣相淀積（PVD）PVD：利用某種物理過(guò)程，真空蒸發(fā)PVD27A真空蒸發(fā)PVD27A濺射PVD28A濺射PVD28A濺射鍍鋁膜29A濺射鍍鋁膜29A薄膜淀積——化學(xué)氣相淀積（CVD）CVD：利用含有薄膜元素的反應(yīng)劑在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而在襯底表面淀積薄膜。常用方法：1、外延生長(zhǎng)2、熱CVD（包括：常壓CVD=APCVD、低壓CVD=HPCVD）3、等離子CVD（=PECVD）30A薄膜淀積——化學(xué)氣相淀積（CVD）CVD：利用含有薄膜元素的CVD原理示意圖31ACVD原理示意圖31A金屬化、多層互連金屬化、多層互連：將大量相互隔離、互不連接的半導(dǎo)體器件（如晶體管）連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整的集成塊電路32A金屬化、多層互連金屬化、多層互連：將大量相多層互連工藝流程互連：介質(zhì)淀積、平坦化、刻孔、再金屬化最后：鈍化層33A多層互連工藝流程互連：介質(zhì)淀積、平坦化、刻孔、再金屬化33AIC產(chǎn)業(yè)鏈的分工設(shè)計(jì)制造封裝34AIC產(chǎn)業(yè)鏈的分工設(shè)計(jì)制造封裝1A目前微電子產(chǎn)業(yè)已逐漸演變?yōu)樵O(shè)計(jì)，制造和封裝三個(gè)相對(duì)獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)。35A目前微電子產(chǎn)業(yè)已逐漸演變?yōu)樵O(shè)計(jì)，制造2AIC制作.tw36AIC制作.tw3A0IC制造技術(shù)1、晶片制備2、掩模板制備3、晶片加工37A0IC制造技術(shù)1、晶片制備4AInitialoxSisubstrateInitialoxSisubstratePRDiffmodulePHOTOmoduleETCHmoduleInioxSisubPRThinfilmmoduleInioxSisubDiff,PHOTO,ETCH,T/FICcrosssectionWATWaferSortingChipCutting初始晶片(primarywafer)BondingPackagingFinalTestIC制造過(guò)程38AInitialoxSisubstrateInitialIC內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)電電路絕緣層硅底材元件結(jié)構(gòu)內(nèi)連導(dǎo)線架構(gòu)FieldOxideFieldOxideSource/DrainRegionsGateOxide39AIC內(nèi)部結(jié)構(gòu)導(dǎo)電電路絕緣層硅底材元件結(jié)構(gòu)內(nèi)連導(dǎo)線架構(gòu)FielNPN雙極型晶體管（三極管）40ANPN雙極型晶體管（三極管）7A第一塊IC41A第一塊IC8AMOS結(jié)構(gòu)42AMOS結(jié)構(gòu)9A0.1晶片制備1、材料提純（硅棒提純）2、晶體生長(zhǎng)（晶棒制備）3、切割（切成晶片）4、研磨（機(jī)械磨片、化學(xué)機(jī)械拋光CMP）5、晶片評(píng)估（檢查）43A0.1晶片制備1、材料提純（硅棒提純）10A0.1.1材料提純（硅棒提純）提純?cè)恚蝴}水結(jié)冰后，冰中鹽的含量較低==〉在液態(tài)硅(熔區(qū))中,雜質(zhì)濃度大些提純方法：區(qū)域精煉法44A0.1.1材料提純（硅棒提純）提純?cè)恚蝴}水結(jié)冰后，冰中鹽液態(tài)物質(zhì)降溫到凝固點(diǎn)以下，有些原子/分子會(huì)趨于固體結(jié)構(gòu)的排列，形成較小的核心（晶粒），控制晶粒取向，可得到單晶結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體。例如：8’晶片的晶棒重達(dá)200kg，需要3天時(shí)間來(lái)生長(zhǎng)0.1.2晶棒生長(zhǎng)——直拉法45A液態(tài)物質(zhì)降溫到凝固點(diǎn)以下，有些原子/分子會(huì)趨于固體結(jié)構(gòu)的排列0.1.3切割（切成晶片）鋸切頭尾→檢查定向性和電阻率等→切割晶片晶片厚約50μm46A0.1.3切割（切成晶片）鋸切頭尾→檢查定向性和電阻率等→0.2掩模板制備特殊的石英玻璃上，涂敷一層能吸收紫外線的鉻層（氧化鉻或氧化鐵），再用光刻法制造光刻主要步驟涂膠曝光顯影顯影蝕刻47A0.2掩模板制備特殊的石英玻璃上，涂敷一層能吸收紫外線的鉻光刻工藝48A光刻工藝15A掩模板應(yīng)用舉例：光刻開(kāi)窗49A掩模板應(yīng)用舉例：光刻開(kāi)窗16A0.3晶片加工主要步驟：氧化開(kāi)窗摻雜金屬膜形成摻雜沉積鈍化50A0.3晶片加工主要步驟：17A0.3.1氧化氧化膜（SiO2、SiNH）的作用：保護(hù)：如，鈍化層（密度高、非常硬）摻雜阻擋：阻擋擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)選擇性摻雜絕緣：如，隔離氧化層介質(zhì)：電容介質(zhì)、MOS的絕緣柵晶片不變形：與Si晶片的熱膨脹系數(shù)很接近，在高溫氧化、摻雜、擴(kuò)散等公益中，晶片不會(huì)因熱脹冷縮而產(chǎn)生彎曲51A0.3.1氧化氧化膜（SiO2、SiNH）的作用：18A氧化氧化方法：濺射法、真空蒸發(fā)法、CVD、熱氧化法等例：干氧化法：Si+O2=SiO2（均勻性好）濕氧化法：Si+O2=SiO2（生長(zhǎng)速度快）

Si+2H2O=SiO2+H252A氧化氧化方法：濺射法、真空蒸發(fā)法、CVD、熱氧化法等19A0.3.2開(kāi)窗53A0.3.2開(kāi)窗20A0.3.3摻雜（擴(kuò)散）擴(kuò)散原理雜質(zhì)原子在高溫（1000-1200度）下從硅晶片表面的高濃度區(qū)向襯底內(nèi)部的低濃度區(qū)逐漸擴(kuò)散。擴(kuò)散濃度與溫度有關(guān)：（1000-1200度擴(kuò)散快）54A0.3.3摻雜（擴(kuò)散）擴(kuò)散原理21A0.3.4擴(kuò)散擴(kuò)散步驟：1、預(yù)擴(kuò)散（淀積）恒定表面源擴(kuò)散（擴(kuò)散過(guò)程中，硅片的表面雜質(zhì)濃度不變），溫度低，時(shí)間短，擴(kuò)散淺：控制擴(kuò)散雜質(zhì)的數(shù)量。2、主擴(kuò)散有限表面源擴(kuò)散（擴(kuò)散過(guò)程中，硅片的表面雜質(zhì)源不補(bǔ)充），溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，擴(kuò)散深：控制擴(kuò)散雜質(zhì)的表面濃度和擴(kuò)散深度、或暴露表面的氧化。55A0.3.4擴(kuò)散擴(kuò)散步驟：22A擴(kuò)散擴(kuò)散分類及設(shè)備：按照雜質(zhì)在室溫下的形態(tài)分為：液態(tài)源擴(kuò)散、氣態(tài)源擴(kuò)散、固態(tài)源擴(kuò)散56A擴(kuò)散擴(kuò)散分類及設(shè)備：23A0.3.5薄膜淀積、金屬化薄膜：一般指，厚度小于1um薄膜淀積技術(shù)：形成絕緣薄膜、半導(dǎo)體薄膜、金屬薄膜等金屬化、多層互連：將大量相互隔離、互不連接的半導(dǎo)體器件（如晶體管）連接起來(lái)，構(gòu)成一個(gè)完整的集成塊電路57A0.3.5薄膜淀積、金屬化薄膜：一般指，厚度小于1um24薄膜淀積薄膜：小于1um，要求：厚度均勻、高純度、可控組分、臺(tái)階覆蓋好、附著性好、電學(xué)性能好薄膜淀積方法：1、物理氣相淀積（PVD）2、化學(xué)氣相淀積（CVD：APCVD、LPCVD、PECVD）58A薄膜淀積薄膜：小于1um，要求：厚度均勻、薄膜淀積——物理氣相淀積（PVD）PVD：利用某種物理過(guò)程，例如蒸發(fā)或?yàn)R射現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)移，即原子或分子從原料表面逸出，形成粒子射入到硅片表面，凝結(jié)形成固態(tài)薄膜。1、真空蒸發(fā)PVD2、濺射PVD59A薄膜淀積——物理氣相淀積（PVD）PVD：利用某種物理過(guò)程，真空蒸發(fā)PVD60A真空蒸發(fā)PVD27A濺射PVD61A濺射PVD28A濺射鍍鋁膜62A濺射鍍鋁膜29A薄膜淀積——化學(xué)氣相淀積（CVD）CVD：利用含有薄膜元素的反應(yīng)劑在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而在襯底表面淀積薄膜