设备及市场分析-终(81页).ppt

集成电路前道工艺、设备及市场分析,梅林,目录,一、集成电路核心组件简介二、半导体前道工艺三、半导体前道设备市场分析四、机遇与挑战,什么是集成电路,麒麟980,集成电路（IC）就是一种微型电子器件或部件的总和，将所有元器件和连接线制作在同一基板上，组成的系统。半导体产业的两种模式：集成制造模式（IDM）和垂直分工模式,电阻,电容,氧化膜,p,N+,平板型电容,铝电极,N-epi,隔离槽,N,叠式结构电容,氧化膜,电容极板,n,PN结晶体管,NPN型双极性晶体管,B,E,C,p,n+,n-epi,n+,P-Si,P+,P+,S,发射区(N+型),基区(P型),集电区(N型外延层),衬底(P型),n+-BL,n,p,n,B,E,C,CMOS晶体管,目录,一、集成电路核心组件简介二、半导体前道工艺三、半导体前道设备市场分析四、机遇与挑战,silicon substrate,芯片制造过程,清洗,Fab内IC制造的流程非常复杂，但其实IC制造就只做一件事而已：把掩模上的电路图转移到晶圆上。,氧化,silicon substrate,oxide,photoresist,涂胶,Shadow on photoresist,photoresist,曝光区,掩模版,Ultraviolet Light,silicon substrate,oxide,光刻,silicon substrate,oxide,photoresist,光刻后,显影,刻蚀,silicon substrate,oxide,oxide,silicon substrate,去胶,沉积栅极氧化层,栅极氧化层,栅极氧化层,栅极氧化层,多晶硅,多晶硅栅极沉积,gate,gate,栅极氧化层,多晶硅栅极,刻蚀形成多晶硅栅极,photoresist,source,drain,光刻胶在离子注入后去除,离子注入,silicon substrate,oxide,oxide,gate,gate,source,drain,CMOS晶体管,沉积氮化层,刻蚀出连接孔,沉积金属线,silicon substrate,gate,drain,source,连接点,表面平坦化,晶圆,晶圆（Wafer）：主要指硅片提炼、纯化、拉晶、滚磨，切片，倒角，抛光纯度可以达到99.9999999994寸、6寸、8寸、12寸SiC、GaN、GaAs、InP,清洗,清洗的目的是去除各种污染，占整个半导体流程的33%获得最好的良率、器件性能和长期的可靠性。安全、简单、经济和环保超声波清洗机、刷洗器、等离子体清洗机、浸洗式化学清洗站、喷洗式单箱化学清洗机等,氧化,氧化目的是在硅片表面形成二氧化硅；用途杂质扩散掺杂的掩蔽膜器件表面保护或钝化膜MOS电容的介质材料MOSFET的绝缘栅材料电路隔离介质或绝缘介质湿法、干法多片垂直氧化炉管、快速热氧化炉,匀胶显影,匀胶显影机（Track）主要用于光刻材料的涂布、烘烤、显影、去离子水冲洗，也包括晶圆背面的清洗，最新的发展更是把测量单元集成到了该设备上。,光刻,光刻：将掩模版上的图形转移光刻胶上的过程按照技术发展可以分为接触式、接近式和投影式。按照光源可以分为：g线436nm，常用在0.5m工艺；i线365nm，常用在0.35m工艺；KrF248nm，0.25m0.11mArF193nm，7nm130nmEUV13.5nm，10nm以为了突破衍射极限又分为干式和浸没式为了提高效率又可为步进重复式和步进扫描式,刻蚀,刻蚀：根据光刻去除不必要的区域的材料，使用设备为刻蚀机湿法刻蚀：各向同性、工艺简单、成本低干法刻蚀：各向异性、分辨率高等离子体刻蚀溅射刻蚀反应离子刻蚀,掺杂,掺杂：将杂质掺杂到目标载体中，包括非金属（B、P、As）和金属（Al、Au、Pt）,沉积,沉积可以分为物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）和原子层沉积（ALD）PVD：III-V族化合物半导体工艺中仍被采用，速度快工艺简单CVD：可以沉积几乎所有薄膜，SiO2、Si3N4、绝缘介质、金属、单晶硅（外延）等。ALD：原子层沉积是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法蒸发设备、溅射设备、常压CVD、低压CVD、PECVD和ALD设备等,PVD,CVD,ALD,CMP,CMP:化学机械平坦化或化学机械抛光，表面全局平坦化的技术目的：保证沉积后表面的平整度，为下一步工序做准备,检测,检测根据测试目的可以细分为量测和检测量测主要是对芯片的薄膜厚度、关键尺寸、膜应力、掺杂浓度等材料性质进行测量检测主要用于识别并定位产品表面存在的杂质颗粒沾污、机械划伤、晶圆图案缺陷等问题。椭偏仪、四探针电阻仪、AFM、SEM、热波系统、显微镜等,目录,一、集成电路核心组件简介二、半导体前道工艺三、半导体前道设备市场分析四、机遇与挑战,