集成電路工藝概述

MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用定義：微機電系統(tǒng)是在微電子技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，融合了硅微加工、LIGA技術(shù)和精密機械加工等多種微加工技術(shù)。這表明微電子技術(shù)是MEMS技術(shù)的重要基礎(chǔ)，微電子加工手段是MEMS的重要加工手段之一，微電子中的主要加工手段均在MEMS制備中發(fā)揮極大作用。包括：Si材料制備、光刻、氧化、刻蝕、擴散、注入、金屬化、PECVD、LPCVD及組封裝等MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用集成電路與MEMS器件特點比較：集成電路：薄膜工藝；制作各種晶體管、電阻電容等重視電參數(shù)的準(zhǔn)確性和一致性MEMS：工藝多樣化制作梁、隔膜、凹槽、孔、密封洞、錐、針尖、彈簧及所構(gòu)成的復(fù)雜機械結(jié)構(gòu)更重視材料的機械特性，特別是應(yīng)力特性特點的不同導(dǎo)致對工藝的要求不同MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用硅片制備薄膜生長光刻刻蝕劃片、封裝MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用硅片制備：拉單晶切片磨片拋光直拉（CZ）、區(qū)融滾圓、倒角內(nèi)圓切刀化腐、CMPMEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用參數(shù)要求：直徑、電阻率、摻雜類型、濃度平整度、彎曲度、邊緣輪廓、擦痕、尺寸與晶向偏差、少子壽命、層錯、位錯、點缺陷、重金屬雜質(zhì)濃度薄膜制備氧化、擴散LPCVD、PECVD、APCVD、外延…濺射、蒸發(fā)離子注入+高溫退火MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用氧化：制備：干氧、濕氧、氫氧合成（水汽）、高壓氧化其他方法；LPCVD、濺射、陽極氧化等注意：高摻雜濃度對氧化速率有影響-增加在Si/SiO2界面有雜質(zhì)再分布-分凝效應(yīng)

B-Si側(cè)減少

P-Si側(cè)增加MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用功能比較：IC：鈍化、擴散掩蔽、介質(zhì)、隔離層MEMS：除上述功能外犧牲層、結(jié)構(gòu)層、刻蝕掩膜等MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用擴散與離子注入作用：摻雜導(dǎo)電自停止層P型：BN型；As、P擴散：預(yù)擴、主擴間隙式、替位式氣態(tài)源、液態(tài)源、固態(tài)源掩膜-氧化硅、氮化硅離子注入：B、BF、P等退火：激活離子、恢復(fù)損傷MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用金屬化作用：互連線、歐姆接觸（M-M，M-半導(dǎo)體）、掩膜

結(jié)構(gòu)層制作：真空蒸發(fā)—粘附較差，適于剝離，復(fù)合膜困難濺射—常用，復(fù)合膜，化合物組分可調(diào)，

DC、RF、磁控濺射

LPCVD—較少，高溫，保型

電鍍—厚金屬膜MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用低壓化學(xué)汽相淀積（LPCVD）低壓，600~800度，熱分解或化學(xué)反應(yīng)輸運控制：低壓，大自由程，表面反應(yīng)SiO2：800度，SiH4+O2，或TEOS熱分解PSG，BPSG：摻P和BSi3N4：700度，SiH2Cl2+NH3SiH4+NH3POLY-Si：600度，SiH4熱分解優(yōu)點：保型淀積，溫度較低MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用外延特點；單晶生長，同質(zhì)外延，異質(zhì)外延批量生產(chǎn)Si：SiCL4，SiH2Cl2，SiH4分解溫度：800~1200度作用：獲得所需厚度和摻雜的單晶硅層

自停止層APCVD常壓制備SiO2：SiH4+O2MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用等離子增強化學(xué)汽相淀積—PECVD特點：低溫200~400度，低壓，保型適于帶低溫材料的襯底原理：RF產(chǎn)生等離子體，為化學(xué)反應(yīng)提供能量SiO2，SiN，SiON等材料MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用光刻：作用：圖形轉(zhuǎn)移光源：紫外光、X光、E-Beam、離子束、準(zhǔn)分子激光光刻膠：正膠（所見所得）、負(fù)膠分辨率、敏感性、粘附性、穩(wěn)定性、抗蝕性剝離技術(shù)：光刻--濺射--剝離MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用光刻工藝流程制版清洗--HMDS底劑涂膠前烘曝光—接觸、接近、軟接觸、投影、直寫顯影檢查后烘MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用刻蝕—干法：物理（離子束）、物理化學(xué)（RIE）

濕法：化學(xué)各向同性各向異性作用：實現(xiàn)所需圖形清除表面損傷清除表面沾污三維刻蝕對象；Si、SiO2等介質(zhì)、金屬、GaAs等參數(shù)：刻蝕速率、偏差、鉆蝕、選擇性、各向異性、過蝕、特征尺寸控制、負(fù)載效應(yīng)MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用常見材料腐蝕方法

SiO2：HF、NH4FSi3N4:H3PO4、HFSi：HNA(HNO3+HF+HAC（或水）Al：H3PO4MEMS工藝—集成電路工藝的應(yīng)用封裝、組裝芯片制作的最后一道工序中測劃片粘片壓焊：超聲、金絲球焊等封裝檢漏要求：電連接可靠