半导体工艺入门

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1)气相成底膜

硅片在清洗、烘培后首先通过浸泡、喷雾或化学气相沉积(CVD)等工艺用六甲基二胺烷成底膜,底膜使硅片表面疏离水分子,同时增强对光刻胶的结合力。底膜的本质是作为硅片和光刻胶的连接剂,与这些材料具有化学相容性。

旋转涂某某

形成底膜后,要在硅片表面均匀覆盖光刻胶。此时硅片被放置在真空吸盘上,吸盘底部与转动电机相连。当硅片静止或旋转的非常缓慢时,光刻胶被分滴在硅片上。随后加速硅片旋转到一定的转速,光刻胶借助离心作用伸展到整个硅片表面,并持续旋转甩去多余的光刻胶,在硅片上得到均匀的光刻胶胶膜覆盖层,旋转一直到溶剂挥发,光刻胶膜几乎干燥后停止。

3)软烘

涂完光刻胶后,需对硅片进行软烘,除去光刻胶中残余的溶剂,提高光刻胶的粘附性和均匀性。未经软烘的光刻胶易发粘并受颗粒污染,粘附力会不足,还会因溶剂含量过高导致显影时存在溶解差异,难以区分曝光和未曝光的光刻胶。

4)曝光

曝光过程是在硅片表面和石英掩模对准并聚焦后,使用紫外光照射,未受掩模遮挡部分的光刻胶发生曝光反应,实现电路图从掩模到硅片上的转移。

5)显影

使用化学显影液溶解由曝光造成的光刻胶可溶解区域, 使可见图形出现在硅片上,并区分需要刻蚀的区域和受光刻胶保护的区域。显影完成后通过旋转甩掉多余显影液,并用高某某 内容过长,仅展示头部和尾部部分文字预览,全文请查看图片预览。 本的工作原理。 而栅极下方两个 N—阱间的距离,即导电沟道的长度,被定义为晶体管的尺寸。

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在现代晶体管中,电子的速度是有限的,且一般以饱和速度运行,因此信息传递的速度就由导电沟道的长度来决定, 沟道越短,信息传递速度越快

芯片的制程可以近似理解为内部晶体管导电沟道的长度,制程小的芯片具有两大优势:

处理速度快。小制程芯片内部晶体管导电沟道短,信号传递速度快,单位时间内芯片能处理更多的信息,时钟频率更高。单位面积性能提升,成本降低。更小的晶体管尺寸意味着单位面积芯片可以制造更多的晶体管,芯片集成度得到提升,即增加了芯片的功能,又使单位芯片的成本得到降低。光刻工艺水平决定了晶体管尺寸的大小,因此芯片制程的不断缩小必然伴随着光刻机产品的不断升级和创新,从本质上说,正是半导体产业对更高性能、更低成本芯片的不断追求推动了光刻机设备的不断创新与发展。

光刻机是延续摩尔定律的关键。摩尔定律提出, 当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔 18-24 个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。半导体行业最初三十年的发展能够基本满足摩尔定律, 关键就在于光刻机能不断实现更小的分辨率水平。近十年来摩尔定律的时间间隔已经延长至 3-4 年,原因就在于光刻机的发展低于行业的预期

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