1、 可利用10年的時(shí)間間隔，回顧半導(dǎo)體製程的歷史： IC以前(1950年代) IC時(shí)代(1960年代) LSI時(shí)代(1970年代) VLSI時(shí)代(1980年代) 次微米VLSI時(shí)代(1990年代) Giga bit時(shí)代(2000年以後),半導(dǎo)體製程技術(shù)發(fā)展史,IC以前 (1950年代), 1950 年代是開(kāi)始生產(chǎn)電晶體的時(shí)代。當(dāng)時(shí)半導(dǎo)體基板材料為鍺，加工鍺的各種技術(shù)，都以量產(chǎn)為立足點(diǎn)。 電晶體由點(diǎn)接觸型開(kāi)始，經(jīng)過(guò)合金接合型、成長(zhǎng)接合型等，接著引進(jìn)擴(kuò)散技術(shù)，再轉(zhuǎn)移到矽。 本世代的製程包括使用爐管的熱處理、去除污染、蝕刻、電鍍等等。 在1950年代末急速進(jìn)展，材料從Ge轉(zhuǎn)為Si。因此，製程技術(shù)亦從以

2、往的Ge加工技術(shù)，變?yōu)镾i加工技術(shù)，變遷到IC時(shí)代。,IC時(shí)代 (1960年代), 1960年代為IC的時(shí)代，此時(shí)起引進(jìn)光微影技術(shù)(photolithography) 。使用光罩的圖案轉(zhuǎn)寫(xiě)技術(shù)引進(jìn)IC的製造工程。 從製程技術(shù)面而言，本時(shí)代誕生了微影製程、平面技術(shù)的開(kāi)發(fā)、表面安定化技術(shù) 。為了提昇雙極性電晶體的性能，引進(jìn)磊晶層形成技術(shù)的主題。離子植入技術(shù)的原型也是在本時(shí)代提出。 磊晶成長(zhǎng)技術(shù)的應(yīng)用是從本時(shí)代開(kāi)始，此技術(shù)對(duì)於減低雙極性電晶體的集極系列的電阻，是不可或缺的，後來(lái)也應(yīng)用在雙極性IC的基板。,LSI時(shí)代 (1970年代), IC的積體度增大，最早被稱(chēng)為L(zhǎng)SI的 MOS記憶體，於1969

3、1970年登場(chǎng)。 於1970年代定位為L(zhǎng)SI時(shí)代。過(guò)去不穩(wěn)定的MOS元件，由於確立了界面特性安定化的製程，此一趨勢(shì)下，使得MOS記憶體開(kāi)始出現(xiàn)於市面。 達(dá)到高密度、高積體度的製程，是Si閘極技術(shù)崛起的最大關(guān)鍵，閘極構(gòu)造取代過(guò)去的Al閘極。 Intel公司發(fā)表使用此一閘極構(gòu)造的記憶體，成為以後DRAM發(fā)展的出發(fā)點(diǎn)。 從此時(shí)起，CVD膜的重要性增加，藉由熱壁 (hot wall) LPCVD法，開(kāi)發(fā)出多晶矽膜和氮化膜的形成技術(shù)。而且1970年代為確立半導(dǎo)體製造設(shè)備產(chǎn)業(yè)的時(shí)期。 本時(shí)期所開(kāi)發(fā)的製程技術(shù)，最為注目的就是 LOCOS (Local Oxidation of Silicon) 構(gòu)造。採(cǎi)用選

4、擇性氧化法的隔離構(gòu)造，也是目前廣泛應(yīng)用的技術(shù)。,LOCOS製程流程,VLSI時(shí)代 (1980年代), 1980年代，隨著DRAM的量產(chǎn)及高密度化的進(jìn)展，DRAM在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)內(nèi)是技術(shù)的驅(qū)動(dòng)力。 本時(shí)期的最小圖案尺寸為1m，隨著步進(jìn)機(jī)的必要性，製程同時(shí)往乾式化進(jìn)展。特別是過(guò)去使用的蝕刻技術(shù)，從濕式製程轉(zhuǎn)為使用電漿的乾式製程。 藉由乾式化，可提昇圖案轉(zhuǎn)寫(xiě)的精確度，提高再現(xiàn)性。 藉由本時(shí)期的反應(yīng)性離子蝕刻，微細(xì)圖案形成技術(shù)的進(jìn)步極為顯著。 元件技術(shù)方面，從雙極性轉(zhuǎn)移至CMOS，數(shù)位用的IC以及LSI幾乎都是用CMOS構(gòu)造製作而成。,濕式蝕刻製程與乾式蝕刻製程,次微米VLSI時(shí)代 (1990年代), 本

5、時(shí)代的最小加工尺寸為1m以下，由於步進(jìn)機(jī)也加以對(duì)應(yīng)，提高解析度，硬體的進(jìn)步持續(xù)推進(jìn)。 相對(duì)於“DRAM的日本”而言，本時(shí)代由於“DRAM的韓國(guó)”抬頭，DRAM不再只是日本獨(dú)佔(zhàn)的舞臺(tái)。此外，臺(tái)灣的半導(dǎo)體生產(chǎn)也急速成長(zhǎng)，以代工廠(chǎng)方式為主，成功扮演半導(dǎo)體生產(chǎn)基地的角色。 本時(shí)期內(nèi)，製程技術(shù)的主題為製程整合概念的滲透。這是設(shè)備與設(shè)計(jì)概念的結(jié)合，本書(shū)作者一直以來(lái)稱(chēng)為複合製程的方式。 複合製程主要是組合幾個(gè)基本製程進(jìn)行處理，形成一種構(gòu)造，在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)將製程連續(xù)化達(dá)成一項(xiàng)目標(biāo)。但並不是所有的製程都可以連續(xù)化，製程整合是促成晶圓製程標(biāo)準(zhǔn)化和共通化的動(dòng)作。 W插塞 (plug) 構(gòu)造的流程，是製程整合的典型例子。CMP技術(shù)也在本時(shí)期確立為基本製程之一。,Giga bit時(shí)代 (2000年以後), 本世紀(jì)邁入Giga bit的時(shí)代，最小加工尺寸為0.18m至0.13m，且不久即轉(zhuǎn)移至0.1m 。尺寸的表示從m轉(zhuǎn)變?yōu)閚m。因此，引進(jìn)新製程、新材料是不可或缺的工作，製程技術(shù)方面，對(duì)於開(kāi)發(fā)的需求有重新回到原點(diǎn)的態(tài)勢(shì)。 新的技術(shù)包括銅配線(xiàn)、low絕緣膜、強(qiáng)誘電體 (