天津生物芯片半導體器件加工平臺

來源: 發(fā)布時間:2022-08-12

光刻是集成電路制造中利用光學-化學反應原理和化學、物理刻蝕方法,將電路圖形傳遞到單晶表面或介質層上,形成有效圖形窗口或功能圖形的工藝技術。隨著半導體技術的發(fā)展,光刻技術傳遞圖形的尺寸限度縮小了2~3個數(shù)量級(從毫米級到亞微米級),已從常規(guī)光學技術發(fā)展到應用電子束、X射線、微離子束、激光等新技術;使用波長已從4000埃擴展到0.1埃數(shù)量級范圍。光刻技術成為一種精密的微細加工技術。光刻也是平面型晶體管和集成電路生產中的一個主要工藝。是對半導體晶片表面的掩蔽物(如二氧化硅)進行開孔,以便進行雜質的定域擴散的一種加工技術。一般的光刻工藝要經歷硅片表面清洗烘干、涂底、旋涂光刻膠、軟烘、對準曝光、后烘、顯影、硬烘、刻蝕、檢測等工序。在MOS場效應管的制作工藝中,多晶硅是作為電極材料(柵極)用的,用多晶硅構成電阻的結構。天津生物芯片半導體器件加工平臺

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蝕刻是芯片生產過程中重要操作,也是芯片工業(yè)中的重頭技術。蝕刻技術把對光的應用推向了極限。蝕刻使用的是波長很短的紫外光并配合很大的鏡頭。短波長的光將透過這些石英遮罩的孔照在光敏抗蝕膜上,使之曝光。接下來停止光照并移除遮罩,使用特定的化學溶液清洗掉被曝光的光敏抗蝕膜,以及在下面緊貼著抗蝕膜的一層硅。然后,曝光的硅將被原子轟擊,使得暴露的硅基片局部摻雜,從而改變這些區(qū)域的導電狀態(tài),以制造出N井或P井,結合上面制造的基片,芯片的門電路就完成了。湖南物聯(lián)網半導體器件加工方案干法刻蝕優(yōu)點是:各向異性好,選擇比高,可控性、靈活性、重復性好,細線條操作安全。

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半導體元器件的制備首先要有較基本的材料——硅晶圓,通過在硅晶圓上制作電路與電子元件(如電晶體、電容體、邏輯閘等),為上述各制程中所需技術較復雜且資金投入較多的過程。由于芯片是高精度的產品,因此對制造環(huán)境有很高的要求,其所需制造環(huán)境為為一溫度、濕度與含塵均需控制的無塵室。此外,一枚芯片所需處理步驟可達數(shù)百道,而且使用的加工機臺先進且昂貴,動輒數(shù)千萬一臺,雖然詳細的處理程序是隨著產品種類與所使用的技術有關;不過其基本處理步驟通常是晶圓先經過適當?shù)那逑粗幔又M行氧化及沈積,較後進行微影、蝕刻及離子植入等反覆步驟,以完成晶圓上電路的加工與制作。

刻蝕是半導體制造工藝以及微納制造工藝中的重要步驟。刻蝕狹義理解就是光刻腐蝕,先通過光刻將光刻膠進行光刻曝光處理,然后通過其它方式實現(xiàn)腐蝕處理掉所需除去的部分??涛g是用化學或物理方法有選擇地從硅片表面去除不需要的材料的過程,其基本目標是在涂膠的硅片上正確地復制掩模圖形。隨著微制造工藝的發(fā)展,廣義上來講,刻蝕成了通過溶液、反應離子或其它機械方式來剝離、去除材料的一種統(tǒng)稱,成為微加工制造的一種普適叫法。半導體指常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。

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射頻MEMS技術傳統(tǒng)上分為固定的和可動的兩類。固定的MEMS器件包括本體微機械加工傳輸線、濾波器和耦合器,可動的MEMS器件包括開關、調諧器和可變電容。按技術層面又分為由微機械開關、可變電容器和電感諧振器組成的基本器件層面;由移相器、濾波器和VCO等組成的組件層面;由單片接收機、變波束雷達、相控陣雷達天線組成的應用系統(tǒng)層面。MEMS工藝以成膜工序、光刻工序、蝕刻工序等常規(guī)半導體工藝流程為基礎。硅基MEMS加工技術主要包括體硅MEMS加工技術和表面MEMS加工技術。體硅MEMS加工技術的主要特點是對硅襯底材料的深刻蝕,可得到較大縱向尺寸可動微結構。表面MEMS加工技術主要通過在硅片上生長氧化硅、氮化硅、多晶硅等多層薄膜來完成MEMS器件的制作。利用表面工藝得到的可動微結構的縱向尺寸較小,但與IC工藝的兼容性更好,易與電路實現(xiàn)單片集成。MEMS器件以硅為主要材料。吉林新結構半導體器件加工公共服務平臺

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MEMS制造是基于半導體制造技術上發(fā)展起來的;它融合了擴散、薄膜(PVD/CVD)、光刻、刻蝕(干法刻蝕、濕法腐蝕)等工藝作為前段制程,繼以減薄、切割、封裝與測試為后段,輔以精密的檢測儀器來嚴格把控工藝要求,來實現(xiàn)其設計要求。MEMS制程各工藝相關設備的極限能力又是限定器件尺寸的關鍵要素,且其相互之間的配套方能實現(xiàn)設備成本的較低;MEMS生產中的薄膜指通過蒸鍍、濺射、沉積等工藝將所需物質覆蓋在基片的表層,根據(jù)其過程的氣相變化特性,可分為PVD與CVD兩大類。天津生物芯片半導體器件加工平臺

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