龙8国际头号玩家半导体制造半导体完整工艺流程半导体工艺流程(全简要)
栏目:公司新闻 发布时间:2024-03-12
 龙8国际头号玩家首先要知道foundry从供应商(硅片供应商)那里拿到的晶圆(也叫wafer,我们后面简称wafer)是一片一片的,半径为  也就是通常说的阱,well是通过离子注入(Ion Implantation,后面简称imp)的方式进入到衬底上的,如果要制作NMOS,需要注入P型well,如果制作PMOS,需要注入N型well,为了方便大家了解,我们拿NMOS来做例子。  离子注入的机

  龙8国际头号玩家首先要知道foundry从供应商(硅片供应商)那里拿到的晶圆(也叫wafer,我们后面简称wafer)是一片一片的,半径为

  也就是通常说的阱,well是通过离子注入(Ion Implantation,后面简称imp)的方式进入到衬底上的,如果要制作NMOS,需要注入P型well,如果制作PMOS,需要注入N型well,为了方便大家了解,我们拿NMOS来做例子。

  离子注入的机器通过将需要注入的P型元素打入到衬底中的特定深度,然后再在炉管中高温加热,让这些离子活化并且向周围扩散。这样就完成了well的制作。制作完成后是这个样子的

  在制作well之后,后面还有其他离子注入的步骤,目的就是控制沟道电流和阀值电压的大小,大家可以统一叫做反型层。如果是要做NMOS,反型层注入的是P型离子,如果是要做PMOS,反型层注入的是N型离子。注入之后是下面这个模型。

  后面就会制作二氧化硅(SiO_{2},后面简称Oxide),在CMOS的制作流程中,制作oxide的方法有很多。在这里由的SiO_{2}是用在栅极下面的,它的厚度直接影响了阀值电压的大小和沟道电流的大小。所以大多数foundry在这一步都是选择质量最高,厚度控制最精确,均匀性最好的炉管氧化方法。其实很简单,就是在通氧气的炉管中,通过高温,让氧气和硅发生化学反应,生成SiO_{2}。这样就在Si的表面生成了薄薄的一层SiO_{2},如下面的图形。

  但是到这里还没结束,SiO_{2}只是相当于螺纹,真正的栅极(Poly)还没有开始做呢。所以我们下一步就是在SiO_{2}上面铺一层多晶硅。Poly也是CMOS非常关键的一个环节,但是poly的成分是Si,不能像生长SiO_{2}那样通过直接和Si衬底直接反应生成龙8国际头号玩家。这就需要传说中的CVD(化学气相沉淀,Chemical Vapor Deposition),就是在真空中发生化学反应,将生成的物体沉淀到 wafer上,在这个例子中,生成的物质就是多晶硅,然后沉淀到wafer上(这里要多说一句,poly是用CVD的方法在炉管中生成的,所以poly的生成不是用的纯正CVD的机台)。

  到了上面这一步,其实已经形成我们想要的垂直结构了,最上面是poly,下面是SiO_{2},再到下面是衬底。但是现在整片wafer都是这样,其实我们只需要一个特定位置是“水龙头”结构。于是就有了整个工艺流程中最最关键的一步:曝光。

  然后再用定义好的掩膜版(掩膜版上已经定义好了电路图形)放在上面,最后用特定波长的光线照射,被照射的地方光阻会变活化,由于被掩膜版挡住的地方没有被光源照到,所以这块光阻没有被活化。

  由于被活化的光刻胶特别容易被特定化学液体洗掉,而没有被活化的光刻胶不能被洗掉,所以通过照射后,再用特定的液体洗掉已经活化的光刻胶,最后就变成了这个样子,在需要保留Poly和SiO_{2}的地方留下光阻,在不需要保留的地方除去光阻。

  这之后就是把那些多余的Poly和SiO_{2}刻蚀掉,也就是除去掉,这个时候使用的是定向刻蚀。在刻蚀的分类中,有一种分法是定向刻蚀和非定向刻蚀,定向刻蚀就是指在某个特定方向进行刻蚀,而非定向刻蚀就是不定向的(就是通过特定的酸碱,在某个特定的方向除去SiO_{2})。在这个例子中我们采取向下的定向刻蚀除去SiO_{2},变成了这个样子。

  最后再除去光阻,这个时候除去光阻的方法就不是上面提到的通过光的照射活化,而是通过其他方式,因为我们不需要在这个时候定义特定的大小,而是将光阻全部除掉。最后变成如下图所示。

  最后我们再考虑一下源端和漏端是怎么形成的。大家还记得在上一期中我们聊过,源端和漏端都是离子植入相同类型的元素。这个时候,我们可以在需要植入N型的源/漏区域上用光阻开口。由于我们是只拿NMOS做例子,所以上图中的所有部分都会开口,如下图

  由于被光阻盖住的部份是不能被植入的(光阻挡着了嘛),所以只有在需要的NMOS上才会植入N型元素。由于poly下面的衬底被poly和SiO_{2}挡住,所以也不会被植入,于是就变成了这个样子。

  到这里,一个简单的MOS模型就制作出来了,理论上来讲,在source,drain,poly和衬底上加上电压,这个MOS是可以工作的,但是我们总不能直接在source和drain拿个探针直接加上电压吧。这个时候就需要MOS的布线,也就是在这个MOS上面,连导线,让很多MOS连在一起。我们就看看这个布线-制作VIA(导通孔)

  是通过CVD的方式产生的,因为这样速度会很快,很节省时间。下面的话还是铺光阻,曝光的那一套,结束之后是长这个样子。>

  在上面这个条件下,我们用PVD的方式再dep一层金属(metal)。这个金属主要是以铜为主的合金。