眾所周知,半導(dǎo)體(IC)芯片是在一顆晶片上,歷經(jīng)數(shù)道及其細(xì)微的加工程序制造出來的,而這個(gè)過程就叫做工藝流程(Process Flow)。下列我們就來簡(jiǎn)單介紹芯片生產(chǎn)工藝流程: 芯片工藝流程目錄: ![]() 一、 半導(dǎo)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(cè)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(dǎo)體晶元制造工序的后半部分,將在生產(chǎn)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(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(dú)立運(yùn)行,要隔離晶體管的形成區(qū)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(qū)域內(nèi)摻入不同濃度、劑量的雜質(zhì),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(qū)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(duì)光刻膠形成以及柵極蝕刻對(duì)尺寸進(jìn)行嚴(yán)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(kuò)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(qū)域內(nèi)加入p型雜質(zhì)(如硼等);n型LDD:在n型MOS的區(qū)域內(nèi)加入n型雜質(zhì)(如磷、砷等)。 5、 側(cè)壁間隔: ![]() 側(cè)壁間隔是對(duì)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(cè)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(cè)壁;側(cè)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(nèi)會(huì)形成漏極,由于晶體管形狀相同、水平也對(duì)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(qū)域內(nèi)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(qū)域內(nèi)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(duì)金屬布線層的電阻也隨之降低。硅化是通過自對(duì)準(zhǔn)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(duì)介質(zhì)膜進(jìn)行拋光(介質(zhì)膜拋光);再通過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流程。 9、 接觸孔: ![]() 接下來是對(duì)介質(zhì)膜進(jìn)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(gè)電極透過介質(zhì)膜上的金屬層連接在一起。插件鎢填充:填充接觸鎢;并對(duì)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)部。 |