揭秘十一道獨門芯片工藝流程
發布時間：2016-7-13 09:55
發布者：芯易網
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眾所周知，半導體（IC）芯片是在一顆晶片上，歷經數道及其細微的加工程序制造出來的，而這個過程就叫做工藝流程（Process Flow）。下列我們就來簡單介紹芯片生產工藝流程： 芯片工藝流程目錄： 
一、 半導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、側壁間隔、6、源極與漏極、7、硅化物、8、介質膜、9、接觸孔 二、半導體晶元制造工序的后半部分，將在生產線前道工序（FEOL）制造的各部件與金屬材料連接布線，以形成電路（芯易網注）： 10、金屬—1、11、金屬—2 1、 元件隔離：
為保證每個在硅晶片的表面附近的晶體管能獨立運行，要隔離晶體管的形成區域，以便阻止晶體管之間的相互干擾。 2、 井道形成：
在晶體管區域內摻入不同濃度、劑量的雜質，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域，注入適量濃度的雜質（（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鍵工序，由于柵極氧化和閘形成的尺寸會影響晶體管的性能，所以需要在晶片表面均勻布上高密度的薄膜。再對光刻膠形成以及柵極蝕刻對尺寸進行嚴格的管理，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的區域內加入p型雜質（如硼等）；n型LDD：在n型MOS的區域內加入n型雜質（如磷、砷等）。 5、 側壁間隔：
側壁間隔是對上述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。側壁蝕刻是在氧化膜上實施異向性（垂直方向）的蝕刻，使得氧化膜僅殘留在柵極的側壁；側壁氧化膜則是在整個晶片表面形成氧化膜。 6、 源極與漏極：
通常情況下，p型MOS領域會形成源極，n型MOS領域內會形成漏極，由于晶體管形狀相同、水平也對稱，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區域內摻入n型雜質（如磷，砷等）；p型源極與漏極的加工方法：p型MOS區域內摻入p型雜質（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的三個電極滋生的電阻就會降低，對金屬布線層的電阻也隨之降低。硅化是通過自對準硅化（化學蝕刻），選擇性地去除鈷薄膜。 8、 介質膜：
為使晶體表面凹凸不平的部分變得平坦，必須對介質膜進行拋光（介質膜拋光）；再通過CVD法形成厚的硅氧化膜（介質膜沉淀）；這是連接晶體管等元件的布線流程。 9、 接觸孔：
接下來是對介質膜進行開孔（接觸孔）并填充W（鎢），這是為了將柵極、源極、漏極等三個電極透過介質膜上的金屬層連接在一起。插件鎢填充：填充接觸鎢；并對插件鎢和晶體管的介質膜進行拋光，把多余的鎢去除，使鎢只存放在接觸孔的內部。 10、金屬—1:
晶體管形成介質膜后，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填充銅（Cu）；金屬—1銅（Cu）拋光指的是在介質膜表面拋光，去除表面的銅（Cu），讓銅（Cu）只存放在溝槽內部。 11、金屬—2:
在形成介質膜的晶體管上挖溝槽，填充銅（Cu），通過同時向孔和溝槽填充銅（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填充銅（Cu）；金屬—2銅（Cu）拋光指的是在介質膜表面拋光，去除表面的銅（Cu），讓銅（Cu）只存放在溝槽內部。 |
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