半导体器件通常利用不同的半导体材料、采用不同的工艺和几何结构,已研制出种类繁多、功能用途各异的多种晶体二极,晶体二极管的频率覆盖范围可从低频、高频、微波、毫米波、红外直至光波。三端器件一般是有源器件,典型表示是各种晶体管(又称晶体三极管)。晶体管又可以分为双极型晶体管和场效应晶体管两类。根据用途的不同,晶体管可分为功率晶体管微波晶体管和低噪声晶体管。除了作为放大、振荡、开关用的一般晶体管外,还有一些特殊用途的晶体管,如光晶体管、磁敏晶体管,场效应传感器等。这些器件既能把一些环境因素的信息转换为电信号,又有一般晶体管的放大作用得到较大的输出信号。此外,还有一些特殊器件,如单结晶体管可用于产生锯齿波,可控硅可用于各种大电流的控制电路,电荷耦合器件可用作摄橡器件或信息存储器件等。MEMS器件以硅为主要材料。江苏超表面半导体器件加工公共服务平台
MEMS制造工艺是下至纳米尺度,上至毫米尺度微结构加工工艺的通称。广义上的MEMS制造工艺,方式十分丰富,几乎涉及了各种现代加工技术。起源于半导体和微电子工艺,以光刻、外延、薄膜淀积、氧化、扩散、注入、溅射、蒸镀、刻蚀、划片和封装等为基本工艺步骤来制造复杂三维形体的微加工技术。微纳加工技术指尺度为亚毫米、微米和纳米量级元件以及由这些元件构成的部件或系统的优化设计、加工、组装、系统集成与应用技术,涉及领域广、多学科交叉融合,其较主要的发展方向是微纳器件与系统(MEMS和NEMS)。微纳器件与系统是在集成电路制作上发展的系列适用技术,研制微型传感器、微型执行器等器件和系统,具有微型化、批量化、成本低的鲜明特点,对现代的生活、生产产生了巨大的促进作用,并催生了一批新兴产业。江苏超表面半导体器件加工公共服务平台半导体硅片行业属于技术密集型行业、资金密集型行业,行业进入壁垒极高。
光刻是通过一系列生产步骤将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺。在此之后,晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。被除去的部分可能形状是薄膜内的孔或是残留的岛状部分。光刻生产的目标是根据电路设计的要求,生成尺寸精确的特征图形,且在晶圆表面的位置要正确,而且与其他部件的关联也正确。通过光刻过程,在晶圆片上保留特征图形的部分。有时光刻工艺又被称为Photomasking,Masking,Photolithography或Microlithography,是半导体制造工艺中较关键的。在光刻过程中产生的错误可造成图形歪曲或套准不好,然后可转化为对器件的电特性产生影响。
单晶圆清洗取代批量清洗是先进制程的主流,单晶圆清洗通常采用单晶圆清洗设备,采用喷雾或声波结合化学试剂对单晶圆进行清洗。单晶圆清洗首先能够在整个制造周期提供更好的工艺控制,即改善了单个晶圆和不同晶圆间的均匀性,这提高了良率;其次更大尺寸的晶圆和更紧缩的制程设计对于杂质更敏感,那么批量清洗中若出现交叉污染的影响会更大,进而危及整批晶圆的良率,这会带来高成本的芯片返工支出;另外圆片边缘清洗效果更好,多品种小批量生产的适配性等优点也是单晶圆清洗的优势之一。微纳加工技术的基本手段包括微纳加工方法与材料科学方法两种。
晶圆的制作工艺流程:硅提纯:将沙石原料放入一个温度约为2000℃,并且有碳源存在的电弧熔炉中,在高温下,碳和沙石中的二氧化硅进行化学反应(碳与氧结合,剩下硅),得到纯度约为98%的纯硅,又称作冶金级硅,这对微电子器件来说不够纯,因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感,因此对冶金级硅进行进一步提纯:将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢进行氯化反应,生成液态的硅烷,然后通过蒸馏和化学还原工艺,得到了高纯度的多晶硅,其纯度高达99.99%,成为电子级硅。晶圆企业常用的是直拉法。北京超表面半导体器件加工流程
晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片,其原始材料是硅。江苏超表面半导体器件加工公共服务平台
从硅圆片制成一个一个的半导体器件,按大工序可分为前道工艺和后道工艺。前道工艺的目的是“在硅圆片上制作出IC电路”,其中包括300~400道工序。按其工艺性质可分为下述几大类:形成各种薄膜材料的“成膜工艺”;在薄膜上形成图案并刻蚀,加工成确定形状的“光刻工艺”;在硅中掺杂微量导电性杂质的“杂质掺杂工艺”等。前道工艺与后道工艺的分界线是划片、裂片。后道工艺包括切分硅圆片成芯片,把合格的芯片固定(mount)在引线框架的中心岛上,将芯片上的电极与引线框架上的电极用细金丝键合连接(bonding)。江苏超表面半导体器件加工公共服务平台