眾所周知,半導體(IC)芯片是在一顆晶片上,歷經(jīng)數道及其細微的加工程序制造出來(lái)的,而這個(gè)過(guò)程就叫做工藝流程(Process Flow)。下列我們就來(lái)簡(jiǎn)單介紹芯片生產(chǎn)工藝流程: 芯片工藝流程目錄: ![]() 一、 半導體晶圓工序前半部分,在硅基板上制造出晶體管等部件: 1、元件隔離、2、井道形成、3、柵極氧化及閘形成、4、LDD形成、5、側壁間隔、6、源極與漏極、7、硅化物、8、介質(zhì)膜、9、接觸孔 二、半導體晶元制造工序的后半部分,將在生產(chǎn)線(xiàn)前道工序(FEOL)制造的各部件與金屬材料連接布線(xiàn),以形成電路(芯易網(wǎng)注): 10、金屬—1、11、金屬—2 1、 元件隔離: ![]() 為保證每個(gè)在硅晶片的表面附近的晶體管能獨立運行,要隔離晶體管的形成區域,以便阻止晶體管之間的相互干擾。 2、 井道形成: ![]() 在晶體管區域內摻入不同濃度、劑量的雜質(zhì),用來(lái)制作不同電壓特征的晶體管。具體做法是給不同的晶體管區域,注入適量濃度的雜質(zhì)((n型MOS:p井,n溝道;p型MOS: n井,p溝道);然后提取p型MOS晶體管和n型MOS晶體管。 3、 柵極氧化及閘形成: ![]() 柵極氧化及閘形成是決定晶體管性能的關(guān)鍵工序,由于柵極氧化和閘形成的尺寸會(huì )影響晶體管的性能,所以需要在晶片表面均勻布上高密度的薄膜。再對光刻膠形成以及柵極蝕刻對尺寸進(jìn)行嚴格的管理,利用CVD法來(lái)沉積多晶硅,形成柵電極。 4、 LDD形成: ![]() LDD(輕摻雜漏,Lightly DopedDrain)也被成為擴展,是為了避免微型化后,晶體管帶來(lái)操作不利的影響(如速度變慢等)。p型LDD:在p型MOS的區域內加入p型雜質(zhì)(如硼等);n型LDD:在n型MOS的區域內加入n型雜質(zhì)(如磷、砷等)。 5、 側壁間隔: ![]() 側壁間隔是對上述LDD、柵極和下面將提到的源極、漏極的硅化,起到承上啟下的作用。所以需要柵極的兩端(水平方面)的壁部形成氧化膜。側壁蝕刻是在氧化膜上實(shí)施異向性(垂直方向)的蝕刻,使得氧化膜僅殘留在柵極的側壁;側壁氧化膜則是在整個(gè)晶片表面形成氧化膜。 6、 源極與漏極: ![]() 通常情況下,p型MOS領(lǐng)域會(huì )形成源極,n型MOS領(lǐng)域內會(huì )形成漏極,由于晶體管形狀相同、水平也對稱(chēng),所以決定電源連接方向的是源極與漏極。n型源極與漏極的加工方法:n型MOS區域內摻入n型雜質(zhì)(如磷,砷等);p型源極與漏極的加工方法:p型MOS區域內摻入p型雜質(zhì)(如硼等)。 7、 硅化物: ![]() 將MOS的柵極(多晶硅)、源極、漏極(硅),與金屬的化合物一起硅化之后,MOS的三個(gè)電極滋生的電阻就會(huì )降低,對金屬布線(xiàn)層的電阻也隨之降低。硅化是通過(guò)自對準硅化(化學(xué)蝕刻),選擇性地去除鈷薄膜。 8、 介質(zhì)膜: ![]() 為使晶體表面凹凸不平的部分變得平坦,必須對介質(zhì)膜進(jìn)行拋光(介質(zhì)膜拋光);再通過(guò)CVD法形成厚的硅氧化膜(介質(zhì)膜沉淀);這是連接晶體管等元件的布線(xiàn)流程。 9、 接觸孔: ![]() 接下來(lái)是對介質(zhì)膜進(jìn)行開(kāi)孔(接觸孔)并填充W(鎢),這是為了將柵極、源極、漏極等三個(gè)電極透過(guò)介質(zhì)膜上的金屬層連接在一起。插件鎢填充:填充接觸鎢;并對插件鎢和晶體管的介質(zhì)膜進(jìn)行拋光,把多余的鎢去除,使鎢只存放在接觸孔的內部。 10、金屬—1: ![]() 晶體管形成介質(zhì)膜后,挖溝槽填充銅(Cu),這就被稱(chēng)為single damascene(單鑲嵌)。金屬—1銅(Cu)填充指的是用電鍍的方法向溝槽內填充銅(Cu);金屬—1銅(Cu)拋光指的是在介質(zhì)膜表面拋光,去除表面的銅(Cu),讓銅(Cu)只存放在溝槽內部。 11、金屬—2: ![]() 在形成介質(zhì)膜的晶體管上挖溝槽,填充銅(Cu),通過(guò)同時(shí)向孔和溝槽填充銅(Cu)的方式叫dual damascene(雙鑲嵌)。金屬—2銅(Cu)填充指的是用電鍍的方法向溝槽內填充銅(Cu);金屬—2銅(Cu)拋光指的是在介質(zhì)膜表面拋光,去除表面的銅(Cu),讓銅(Cu)只存放在溝槽內部。 |