半导体设备泛指用于生产各类半导体产品所需的生产设备,属于半导体行业产业链的关键支撑环节。半导体设备是半导体产业的技术先导者,芯片设计、晶圆制造和封装测试等需在设备技术允许的范围内设计和制造,设备的技术进步又反过来推动半导体产业的发展。以半导体产业链中技术难度较高、附加值较大、工艺较为复杂的集成电路为例,应用于集成电路领域的设备通常可分为前道工艺设备(晶圆制造)和后道工艺设备(封装测试)两大类。其中的前道晶圆制造中的七大步骤分别为氧化/扩散,光刻,刻蚀,清洗,离子注入,薄膜生长,抛光。每个步骤用到的半导体设备具体如下:光刻工艺是半导体器件制造工艺中的一个重要步骤。湖北生物芯片半导体器件加工实验室
刻蚀是半导体制造工艺以及微纳制造工艺中的重要步骤。刻蚀狭义理解就是光刻腐蚀,先通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理,然后通过其它方式实现腐蚀处理掉所需除去的部分。刻蚀是用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程,其基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。随着微制造工艺的发展,广义上来讲,刻蚀成了通过溶液、反应离子或其它机械方式来剥离、去除材料的一种统称,成为微加工制造的一种普适叫法。湖北生物芯片半导体器件加工实验室悬浮区熔法加工工艺:先从上、下两轴用夹具精确地垂直固定棒状多晶锭。
射频MEMS技术传统上分为固定的和可动的两类。固定的MEMS器件包括本体微机械加工传输线、滤波器和耦合器,可动的MEMS器件包括开关、调谐器和可变电容。按技术层面又分为由微机械开关、可变电容器和电感谐振器组成的基本器件层面;由移相器、滤波器和VCO等组成的组件层面;由单片接收机、变波束雷达、相控阵雷达天线组成的应用系统层面。MEMS工艺以成膜工序、光刻工序、蚀刻工序等常规半导体工艺流程为基础。硅基MEMS加工技术主要包括体硅MEMS加工技术和表面MEMS加工技术。体硅MEMS加工技术的主要特点是对硅衬底材料的深刻蚀,可得到较大纵向尺寸可动微结构。表面MEMS加工技术主要通过在硅片上生长氧化硅、氮化硅、多晶硅等多层薄膜来完成MEMS器件的制作。利用表面工艺得到的可动微结构的纵向尺寸较小,但与IC工艺的兼容性更好,易与电路实现单片集成。
MOS场效应管的制作流程是:1.将硅单晶切成大圆片,并加以研磨、抛光。2.抛光后的片子经仔细清洗后,热生长一层二氧化硅层。(一次氧化)3.用光刻技术可除漏、源扩散窗口上的二氧化硅。(一次光刻)4.进行选择性的杂质扩散。5.去处所有二氧化硅,重新生长一层质量良好的栅极二氧化硅层,并进行磷处理。(二次氧化+磷处理)6.刻除漏、源引线窗口上的二氧化硅。(二次光刻)7.在真空系统中蒸发铝(铝蒸发)。8.反刻电极。9.进行合金。10.检出性能良好的管芯,烧焊在管座上,键合引线。11.监察质量(中测)12.封上管帽,喷漆。13.总测。14.打印,包装。半导体芯片封装是指利用膜技术及细微加工技术。
表面硅MEMS加工技术是在集成电路平面工艺基础上发展起来的一种MEMS工艺技术。它利用硅平面上不同材料的顺序淀积和选择腐蚀来形成各种微结构。表面硅MEMS加工技术的基本思路是:先在基片上淀积一层称为分离层的材料,然后在分离层上面淀积一层结构层并加工成所需图形。在结构加工成型后,通过选择腐蚀的方法将分离层腐蚀掉,使结构材料悬空于基片之上,形成各种形状的二维或三维结构。表面硅MEMS加工工艺成熟,与IC工艺兼容性好,可以在单个直径为几十毫米的单晶硅基片上批量生成数百个MEMS装置。MEMS加工技术:传统机械加工方法指利用大机器制造小机器,再利用小机器制造微机器。湖北生物芯片半导体器件加工实验室
MEMS制造工艺是下至纳米尺度,上至毫米尺度微结构加工工艺的通称。湖北生物芯片半导体器件加工实验室
光刻过程:首先,通过金属化过程,在硅衬底上布置一层只数纳米厚的金属层。然后在这层金属上覆上一层光刻胶。这层光阻剂在曝光(一般是紫外线)后可以被特定溶液(显影液)溶解。使特定的光波穿过光掩膜照射在光刻胶上,可以对光刻胶进行选择性照射(曝光)。然后使用前面提到的显影液,溶解掉被照射的区域,这样,光掩模上的图形就呈现在光刻胶上。通常还将通过烘干措施,改善剩余部分光刻胶的一些性质。上述步骤完成后,就可以对衬底进行选择性的刻蚀或离子注入过程,未被溶解的光刻胶将保护衬底在这些过程中不被改变。刻蚀或离子注入完成后,将进行光刻的较后一步,即将光刻胶去除,以方便进行半导体器件制造的其他步骤。通常,半导体器件制造整个过程中,会进行很多次光刻流程。生产复杂集成电路的工艺过程中可能需要进行多达50步光刻,而生产薄膜所需的光刻次数会少一些。湖北生物芯片半导体器件加工实验室
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