微电子制造工艺流程ppt课件.ppt
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1、Prof.Shiyuan LiuPage 1在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确电子工业专用设备电子工业专用设备主讲教师:刘世元教授刘世元教授吴懿平教授吴懿平教授办公电话:87548116移动电话:13986163191电子邮件:机械学院先进制造大楼机械学院先进制造大楼B310武汉光电国家实验室武汉光电国家实验室B102Prof.Shiyuan LiuPage 2在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问
2、题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确讲授内容讲授内容第一讲:微电子制造工艺流程(回顾)第二讲:微电子制造装备概述光刻工艺及基本原理第三讲:光刻机结构及工作原理(1)第四讲:光刻机结构及工作原理(2)Prof.Shiyuan LiuPage 3在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确本讲内容:本讲内
3、容:CMOS工艺流程工艺流程录像:IC制造工艺CMOS工作原理CMOS工艺流程IC工艺及其分类IC制造厂的工艺分区Prof.Shiyuan LiuPage 4在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确CMOS工作原理工作原理(1)回顾录像:IC制造工艺CMOS=Complementary Metal-Oxide-Semiconductor(Transistor)=互补金属氧化物半导体(晶体管)N-MOSP-MOSn-wel
4、lp-wellProf.Shiyuan LiuPage 5在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确CMOS工作原理工作原理(2)N-MOS电路(1)Source=源Drain=漏Gate=栅p-typen-typen-typeMetal=金属Metal=金属Prof.Shiyuan LiuPage 6在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学
5、中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确CMOS工作原理工作原理(3)N-MOS电路(2)Source=源Drain=漏Gate=栅Prof.Shiyuan LiuPage 7在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确CMOS工作原理工作原理(4)N-MOS电路(3)Source=源Drain=漏Gate=栅Prof.Shiyuan LiuPage 8在整堂课的教学中,
6、刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确CMOS工作原理工作原理(5)N-MOS电路(4)Source=源Drain=漏Gate=栅Prof.Shiyuan LiuPage 9在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确CMOS工作原理工作原理(6)P-MOS电路(1)
7、Source=源Drain=漏Gate=栅n-typep-typep-typeMetal=金属Metal=金属Prof.Shiyuan LiuPage 10在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确CMOS工作原理工作原理(7)P-MOS电路(2)Source=源Drain=漏Gate=栅Prof.Shiyuan LiuPage 11在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所
8、提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确CMOS工作原理工作原理(8)P-MOS电路(3)Source=源Drain=漏Gate=栅Prof.Shiyuan LiuPage 12在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确CMOS工艺流程工艺流程1.Shallow Trench Formation2.Well Formation3.Gate
9、 Formation4.Source/Drain Formation5.Salicide Formation6.1st Interconnect Layer7.2nd through Nth Interconnect Layers8.Passivation4.P-MOS Source/Drain Formation2.n-well formation2.p-well formation1.Trench Formation3.Gate Formation4.N-MOS Source/Drain Formation5.Salicide Formation6&7.Interconnect Layer
10、s8.PassivationN-MOSP-MOSProf.Shiyuan LiuPage 13在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确Starting PointStarting Point:Pure silicon wafer(heavily-doped)with a lightly-doped epitaxial(Epi)layer.An Epi layer is used to provide a cleaner
11、layer for device formation and to prevent“latch-up”of CMOS transistors.Silicon Substrate P+2 microns725 micronsSilicon Epi Layer P-Epitaxial=外延淀积 or 外延生长Prof.Shiyuan LiuPage 14在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确Shallow Trench F
12、ormationGrow Pad Oxide:A very thin(200A)layer of silicon dioxide(SiO2)is grown on the surface by reacting silicon and oxygen at high temperatures.This will serve as a stress relief layer between the silicon and the subsequent nitride layer.Silicon Substrate P+Silicon Epi Layer P-Pad OxideThin Film=薄
13、膜Prof.Shiyuan LiuPage 15在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确Deposit Silicon Nitride:A layer(2500A)of silicon nitride(Si3N4)is deposited using Chemical Vapor Deposition.This will serve as a polish stop layer during trench formati
14、on.Silicon Substrate P+Silicon Epi Layer P-Silicon NitrideCVD=Chemical Vapor Deposition=化学气相淀积Prof.Shiyuan LiuPage 16在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确Pattern Photoresist for Definition of Trenches:One of the most critical pat
15、terning steps in the process.0.5-1.0 microns of resist is spun,exposed,and developed.Silicon Substrate P+Silicon Epi Layer P-Silicon NitridePhotoresistTrench=沟槽Patterning=图形转移Photoresist=光刻胶Expose=曝光Develop=显影Prof.Shiyuan LiuPage 17在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是
16、让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确Etch Nitride and Pad Oxide:A reactive ion etch(RIE)utilizing fluorine chemistry is used.Silicon Substrate P+Silicon Epi Layer P-Silicon NitridePhotoresistEtch=刻蚀RIE=Reactive Ion Etch=反应离子刻蚀Fluorine=氟Prof.Shiyuan LiuPage 18在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度
17、,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确Etch Trenches in Silicon:A reactive ion etch(RIE)utilizing fluorine chemistry is used.Defines transistor active areas.Silicon Substrate P+Silicon Epi Layer P-Silicon NitridePhotoresistTransistor Active AreasIsolation TrenchesProf.
18、Shiyuan LiuPage 19在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确Remove Photoresist:An oxygen plasma is used to burn off the resist layer.Silicon Substrate P+Silicon Epi Layer P-Silicon NitrideTransistor Active AreasIsolation TrenchesPlasm
19、a=等离子Future PMOS TransistorFuture NMOS TransistorProf.Shiyuan LiuPage 20在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确Fill Trenches with Oxide:A CVD oxide layer is deposited to conformally fill the trenches.The oxide will prevent“cross-ta
20、lk”between the transistors in the circuit.Silicon Substrate P+Silicon Epi Layer P-Silicon NitrideFuture PMOS TransistorSilicon DioxideFuture NMOS TransistorNo current can flow through here!Prof.Shiyuan LiuPage 21在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一
21、定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确Polish Trench Oxide:The surface oxide is removed using a Chemical Mechanical Polish(CMP).The CMP process is designed to stop on silicon nitride.Silicon Substrate P+Silicon Epi Layer P-Silicon NitrideFuture PMOS TransistorFuture NMOS TransistorNo current can flow through here!Poli
22、sh=抛光CMP=Chemical Mechanical Polish=化学机械抛光Prof.Shiyuan LiuPage 22在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确Remove Silicon Nitride:A wet etch in hot phosphoric acid(H3PO4)is used,completing formation of Shallow Trench Isolation(STI).Si
23、licon Substrate P+Silicon Epi Layer P-Future PMOS TransistorFuture NMOS TransistorWet Etch=湿法刻蚀STI=Shallow Trench Isolation=浅槽隔离Prof.Shiyuan LiuPage 23在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确Well FormationPattern Photoresist for N-W
24、ell Formation:A non-critical masking layer,utilizing thicker resist to block the implant.Silicon Substrate P+Silicon Epi Layer P-Future PMOS TransistorFuture NMOS TransistorPhotoresistN-Well=N阱Prof.Shiyuan LiuPage 24在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确在整堂课的教学中,刘教师总是让学生带着问题来学习,而问题的设
25、置具有一定的梯度,由浅入深,所提出的问题也很明确Implant N-Well:A deep(high-energy)implant of phosphorous ions creates a localized N-type region for the PMOS transistor.Silicon Substrate P+Silicon Epi Layer P-Future NMOS TransistorPhotoresistN-WellPhosphorous(-)IonsIon Implantation=离子注入Prof.Shiyuan LiuPage 25在整堂课的教学中,刘教师总是让
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