眾所周知,半導體(IC)芯片是在一顆晶片上,歷經數道及其細微的加工程序制造出來的,而這個過程就叫做工藝流程(Process Flow)。下列我們就來簡單介紹芯片生產工藝流程: 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、介質膜、9、接觸孔 二、半導體晶元制造工序的后半部分,將在生產線前道工序(FEOL)制造的各部件與金屬材料連接布線,以形成電路(芯易網注): 10、金屬—1、11、金屬—2 1、 元件隔離: 為保證每個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,用來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((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鍵工序,由于柵極氧化和閘形成的尺寸會影響晶體管的性能,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行嚴格的管理,利用CVD法來沉積多晶硅,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(如硼等);n型LDD:在n型MOS的區域內加入n型雜質(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晶片表面形成氧化膜。 6、 源極與漏極: 通常情況下,p型MOS領域會形成源極,n型MOS領域內會形成漏極,由于晶體管形狀相同、水平也對稱,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(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(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的三個電極滋生的電阻就會降低,對金屬布線層的電阻也隨之降低。硅化是通過自對準硅化(化學蝕刻),選擇性地去除鈷薄膜。 8、 介質膜: 為使晶體表面凹凸不平的部分變得平坦,必須對介質膜進行拋光(介質膜拋光);再通過CVD法形成厚的硅氧化膜(介質膜沉淀);這是連接晶體管等元件的布線流程。 9、 接觸孔: 接下來是對介質膜進行開孔(接觸孔)并填充W(鎢),這是為了將柵極、源極、漏極等三個電極透過介質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膜進行拋光,把多余的鎢去除,使鎢只存放在接觸孔的內部。 10、金屬—1: 晶體管形成介質膜后,挖溝槽填充銅(Cu),這就被稱為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: 在形成介質膜的晶體管上挖溝槽,填充銅(Cu),通過同時向孔和溝槽填充銅(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)拋光指的是在介質膜表面拋光,去除表面的銅(Cu),讓銅(Cu)只存放在溝槽內部。 |