1、MEMS加工技术工艺是根据产品需要,在各类衬底(硅衬底,玻璃衬底,石英衬底,蓝宝石衬底等等)制作微米级微型结构的加工工艺。而ic工艺则侧重于半导体器件的制作,其衬底基本以硅衬底为主,少数特殊器件会使用GaAs/GaN等材料,其工艺核心是为了制作高集成度的各类器件,目前已经做到纳米级,特征尺寸更加精细。MEMS加工技术工艺制作的微型结构主要是作为各类传感器和执行器等,其中更加器件原理需要而制作的可动结构(齿轮,悬臂梁,空腔,桥结构等)以及各种功能材料,本质上是将环境中的各种特征参数(温度,压力,气体,流量等等)变化通过微型结构转化为各种电信号(电压,电阻,电流等)的差异,以实现小型化高灵敏的传感器和执行器。
2、半导体工艺指半导体制造工艺,工艺过程多晶硅到区熔或直拉到单晶硅棒到滚、切、磨、抛到硅片,硅片是一种硅材料通过加工切成一片一片的。硅是一种硬度很高的物质,硅材料看起来像石头一样,他要经过清洗干净然后用炉子加热融化形成一个大块的硅锭,然后再用特定机器来进行细切成一片一片。
(1)硅的主要来源是石英砂(二氧化硅),硅元素和氧元素通过共价键连接在一起。因此需要将氧元素从二氧化硅中分离出来,换句话说就是要将硅还原出来,采用的方法是将二氧化硅和碳元素(可以用煤、焦炭和木屑等)一起在电弧炉中加热至2100°C左右,这时碳就会将硅还原出来。化学反应方程式为:SiO2 (s) + 2C (s) = Si (s) + 2CO (g)(吸热)
(2)
上一步骤中得到的硅中仍有大约2%的杂质,称为冶金级硅,其纯度与半导体工业要求的相差甚远,因此还需要进一步提纯。方法则是在流化床反应器中混合冶金级硅和氯化氢气体,最后得到沸点仅有31°C的三氯化硅。化学反应方程式为:Si (s) + 3HCl (g) = SiHCl3 (g) + H2 (g)(放热)
(3)
随后将三氯化硅和氢气的混合物蒸馏后再和加热到1100°C的硅棒一起通过气相沉积反应炉中,从而除去氢气,同时析出固态的硅,击碎后便成为块状多晶硅。这样就可以得到纯度为99.9999999%的硅,换句话说,也就是平均十亿个硅原子中才有一个杂质原子。
(4)
进行到目前为止,半导体硅晶体对于芯片制造来说还是太小,因此需要把块状多晶硅放入坩埚内加热到1440°C以再次熔化 。为了防止硅在高温下被氧化,坩埚会被抽成真空并注入惰性气体氩气。之后用纯度99.7%的钨丝悬挂硅晶种探入熔融硅中,晶体成长时,以2~20转/分钟的转速及3~10毫米/分钟的速率缓慢从熔液中拉出:
探入晶体“种子”
长出了所谓的“肩部”
长出了所谓的“身体”
这样一段时间之后就会得到一根纯度极高的硅晶棒,理论上最大直径可达45厘米,最大长度为3米。
以上所简述的硅晶棒制造方法被称为切克劳斯法(Czochralski process,也称为柴氏长晶法),此种方法因成本较低而被广泛采用,除此之外,还有V-布里奇曼法(Vertikalern Bridgman process)和浮动区法(floating zone process)都可以用来制造单晶硅。
前道主要是光刻、刻蚀机、清洗机、离子注入、化学机械平坦等。后道主要有打线、Bonder、FCB、BGA植球、检查、测试等。又分为湿制程和干制程。
湿制程主要是由液体参与的流程,如清洗、电镀等。干制程则与之相反,是没有液体的流程。其实半导体制程大部分是干制程。由于对Low-K材料的要求不断提高,仅仅进行单工程开发评估是不够的。为了达到总体最优化,还需要进行综合评估,以解决多步骤的问题。
扩展资料:
这部分工艺流程是为了在 Si 衬底上实现N型和P型场效应晶体管,与之相对应的是后道(back end of line,BEOL)工艺,后道实际上就是建立若干层的导电金属线,不同层金属线之间由柱状金属相连。
新的集成技术在晶圆衬底上也添加了很多新型功能材料,例如:后道(BEOL)的低介电常数(εr <2.4)绝缘材料,它是多孔的能有效降低后道金属线之间的电容。
参考资料来源:百度百科-后道工序
参考资料来源:百度百科-半导体
参考资料来源:百度百科-前道工艺
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