半导体制造工艺流程

材料分类

半导体分类

1. 元素半导体：如Ge、Si等，由单一元素构成。
2. 化合物半导体：由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料，如砷化镓、磷化锢以及镓砷硅等。
3. 无定形半导体：用作半导体的玻璃是一种非晶体无定形半导体材料，分为氧化和非氧两种。
   

技术要求

“三超”技术

超净技术

即要求严格控制工作环境中的尘埃，做到无污染生产。目前的尘埃颗粒直径已能控制在0.1微米。0.25工艺下，在1立方米空气中，直径大于0.1微米的尘埃不能超过100个。

超高纯度技术

要求制造过程中所用的材料、气体和试剂都必须是超纯的。目前已能控制的有害杂质含量可达ppb（十亿分之一）以下。

超微细加工技术

通常把最小线宽（栅长）为微米级或亚微米级的加工技术统称为微细加工技术，主要包括晶体生长和薄层生成技术、微细图形加工技术、精密控制掺杂技术等。决定集成电路集成度的主要因素是这些技术水平所决定的基片材料拉制的直径大小和每个元件具有的微小尺寸。

整体步骤

半导体整体制造过程的八个步骤

晶圆加工

氧化

刻蚀

薄膜沉积

互连

测试

封装

晶圆加工

晶圆

晶圆是将硅或砷化镓制成的单晶柱体切割形成的圆薄片。要提取高纯度的硅材料需要用到硅砂，一种二氧化硅含量高达95%的特殊材料，也是制作晶圆的主要原材料。晶圆加工就是制作获取上述晶圆的过程。

晶圆加工的三个步骤

1.铸锭

首先需将沙子加热，分离其中的一氧化碳和硅，并不断重复该过程直到获得超高纯度的电子级硅（EG-Si）。高纯硅熔化成液体，进而在凝固成单晶体固体形式，称为“锭”，其广泛应用的制造方法就是提拉法。

2.锭切割

前一个步骤完成后，需要用金刚石锯切掉铸锭的两端，再将其切割成一定厚度的薄片。锭薄片直径决定了晶圆的尺寸。

3.晶圆表面抛光

通过锭切割过程获得的薄片被称为“裸片”，无法直接在上面印制电路图形。因此需要先通过研磨和化学刻蚀工艺去除表面瑕疵，然后通过抛光形成光洁的表面，再通过清洗去除残留污染物，即可获得表面整洁的成品晶圆。

氧化

氧化过程的作用是在晶圆表面形成保护膜。它可以保护晶圆不受化学杂质影响、避免漏电进入电路、预防离子植入过程中的扩散以及防止晶圆在刻蚀时滑脱。

第一步-去除杂质和污染物

氧化过程的第一步是去除杂质和污染物，需要通过四步去除有机物、金属等杂质以及蒸发残留的水分。清洁完成后就可以将晶圆置于