半导体制造步骤

引言

每个半导体元器件产品的制造都需要数百道工序。经过排序，整个制造过程分为八个步骤：Wafer Processing、Oxidation、Photography、Etching、Film Deposition、Interconnection、Test、Package。

图 1. 半导体零件制造过程

晶圆加工

很少有人知道，所有的半导体工艺都是从一粒沙开始的。因为沙子中所含的硅是生产晶圆所需要的原料。晶片是通过切割由硅 (Si) 或砷化镓 (GaAs) 制成的单晶柱而形成的圆形切片。提取高纯度硅材料需要硅砂，这是一种二氧化硅含量高达95%的特殊材料，也是制造晶圆的主要原料。晶圆加工是制造和获得晶圆的过程。（江苏英思特半导体科技有限公司）

氧化

氧化工艺的作用是在晶圆表面形成一层保护膜。它可以保护晶圆免受化学杂质的影响，防止漏电流进入电路，防止离子注入时的扩散，以及蚀刻时晶圆的滑落。

图 2. 氧化

氧化过程的第一步是通过四个步骤去除杂质和污染物，如有机物、金属和蒸发残留水分。清洗完成后，可将晶圆置于800~1200摄氏度的高温环境中，通过氧气或水蒸气的流动在晶圆表面形成一层二氧化硅。氧气通过氧化层扩散并与硅反应形成不同厚度的氧化层，氧化完成后可以测量。

干式氧化和湿式氧化法

根据氧化反应中所用氧化剂的不同，热氧化过程可分为干法氧化和湿法氧化。前者利用纯氧产生二氧化硅层，速度慢但氧化层薄且致密。后者既需要氧气又需要高溶解度。水蒸气的特点是生长速度快，但保护层比较厚，密度低。（江苏英思特半导体科技有限公司）

图 3. 干法氧化和湿法氧化法

除了氧化剂之外，还有其他变量会影响二氧化硅层的厚度。首先，晶圆结构、表面缺陷和内部掺杂浓度都会影响氧化层的形成速率。另外，氧化设备产生的压力和温度越高，氧化层形成的速度就越快。在氧化过程中，还需要根据晶圆在单元中的位置使用假晶圆来保护晶圆，减少氧化程度的差异。

光罩

光掩模是利用光将电路图案“印刷”到晶圆上。我们可以理解为绘制在晶圆表面的半导体零件。电路图形的精细度越高，产品芯片的集成度就越高，这只有通过先进的光掩模技术才能实现。具体可分为光刻胶涂布、曝光、显影三个步骤。（江苏英思特半导体科技有限公司）

图 4. 涂层光刻胶

江苏英思特半导体科技有限公司主要从事湿法制程设备，晶圆清洁设备，RCA清洗机，KOH腐殖清洗机等设备的设计、生产和维护。

审核编辑：汤梓红