晶圓制備

1、半導(dǎo)體晶圓制備詳解芯片晶圓制備詳解漫談晶圓制備講述沙子轉(zhuǎn)變成晶體及晶圓和用于芯片制造級(jí)的拋光片的生產(chǎn)步驟介紹高密度和大尺寸芯片的發(fā)展需要大直徑的晶圓。在上世紀(jì)60年代開始使用的是1直徑的晶圓，而現(xiàn)在業(yè)界根據(jù)90年代的工藝要求生產(chǎn)200毫米直徑的晶圓。300毫米直徑的晶圓也已經(jīng)投入生產(chǎn)線了，而根據(jù)SIA的技術(shù)路線圖，到2007年，300毫米將成為標(biāo)準(zhǔn)尺寸。以后預(yù)期會(huì)是400毫米或450毫米直徑的晶圓。大直徑的晶圓是由不斷降低芯片成本的要求

2、驅(qū)動(dòng)的。然而，這對(duì)晶圓制備的挑戰(zhàn)是巨大的。大直徑意味著高重量，這就需要更多堅(jiān)固的工藝設(shè)備。在晶體生長(zhǎng)中，晶體結(jié)構(gòu)上和電學(xué)性能一致性及污染的問題是一個(gè)挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)和幾乎每一個(gè)參數(shù)更緊的工藝規(guī)格要求共存。與挑戰(zhàn)并進(jìn)和提供更大直徑晶圓是芯片制造不斷進(jìn)步的關(guān)鍵。原子沒有固定的周期性排列的材料稱為非晶或無定形（amphous）。塑料是無定形材料的例子。晶胞對(duì)于晶體材料實(shí)際上可能有兩個(gè)級(jí)別的原子組織結(jié)構(gòu)。第一個(gè)是單個(gè)原子的組織結(jié)構(gòu)。晶體里的原子排

3、列在稱為晶胞（unitcell）的結(jié)構(gòu)的特定點(diǎn)。晶胞是晶體結(jié)構(gòu)的第一個(gè)級(jí)別。晶胞結(jié)構(gòu)在晶體里到處重復(fù)。另一個(gè)涉及晶胞結(jié)構(gòu)的術(shù)語是晶格（lattice）。晶體材料具有特定的晶格結(jié)構(gòu)，并且原子位于晶格結(jié)構(gòu)的特定點(diǎn)。在晶胞里原子的數(shù)量、相對(duì)位置及原子間的結(jié)合能會(huì)引發(fā)材料的許多特性。每個(gè)晶體材料具有獨(dú)一無二的晶胞。硅晶胞具有16個(gè)原子排列成金剛石結(jié)構(gòu)（圖3.2）。砷化鎵晶體具有18個(gè)原子的晶胞結(jié)構(gòu)稱為閃鋅礦結(jié)構(gòu)（圖3.3）。多晶和單晶晶體結(jié)構(gòu)的

4、第二個(gè)級(jí)別和晶胞的構(gòu)成有關(guān)。在本征半導(dǎo)體中，晶胞間不是規(guī)則的排列。這種情形和方糖雜亂無章的堆起來相似，每個(gè)方糖代表一個(gè)晶胞。這樣排列的材料具有多晶結(jié)構(gòu)。當(dāng)晶胞間整潔而有規(guī)則的排列時(shí)第二個(gè)級(jí)別的結(jié)構(gòu)發(fā)生了（圖3.4）。那樣排列的材料具有單晶結(jié)構(gòu)。單晶材料比多晶材料具有更一致和更可預(yù)測(cè)的特性。單晶結(jié)構(gòu)允許在半導(dǎo)體里一致和可預(yù)測(cè)的電子流動(dòng)。在晶圓制造工藝的結(jié)尾，晶體的一致性對(duì)于分割晶圓成無粗糙邊緣的晶元是至關(guān)重要的（見18章）。晶圓是制造IC