我国集成电路制造企业面临困难与挑战（范文推荐）

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我国集成电路制造企业面临的困难与挑战6篇

第1篇: 我国集成电路制造企业面临的困难与挑战

包括指标：企业排名、企业名称、主营业务、成立年份、人员规模

中国产业洞察网

图表 1：湖北省集成电路制造行业企业排名

数据来源：中国产业洞察网

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第2篇: 我国集成电路制造企业面临的困难与挑战

IC，即集成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。它在电路中用字母“IC”（也有用文字符号“N”等）表示。

集成电路的分类

集成电路的种类相当多，集成电路按制作工艺来分可分为三大类，即半导体集成电路、膜集成电路及混合集成电路。半导体集成电路有双极型和场效应两大系列。双极型集成电路主要以TTL 型为代表， TTL 型集成电路是利用电子和空穴两种载流子导电的，所以叫做双极型电路。场效应集成电路是只用一种载流子导电的电路.这就是MOS电路。其中用电子导电的称为NMOS电路:用空穴导电的称为PMOS 电路;如果是用NMOS 和PMOS 复合起来组成的电路，则称为CMOS 电路。CMOS 集成电路是使用得最多的集成电路。

在电子设备中，通常把电路分为模拟电路和数字电路两大类.在模拟电路中信号为连续变化的物理量，在数字电路中信号为断续变化的物理量，因此集成电路按其功能不同又可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。模拟集成电路用来产生、放大和处理各种模拟信号，这类集成电路有运算放大器、集成稳压器、音响集成电路以及电视机用集成电路等。数字集成电路用来产生、放大和处理各种数字信号.这类集成电路有各种门电路、译码器、计数器、存储器、寄存器以及触发器等除了上述两类集成电路外，随着科学技术的不断发展，还出现了许多数字电路和模拟电路混合的集成电路及使用更为方便的专用集成电路。

若按集成度来分,集成电路又可分为小规模、中规模、大规模及超大规模等四种类型集成50个以下元器件的为小规模集成电路.集成50 - 100 个元器件的为中规模集成电路.集成100 - 10000 个元器件的为大规模集成电路，集成10000 个以上元器件的称为超大规愤集成电路。

集成电路按封装外形来分，一般可分为金属壳圆形型封装、单列直插式封装、扁平型封装及双列直插式封装四类。

集成电路的品种型号繁多，至今国际上对集成电路型号的命名尚无统一标准，各生产厂都按自己所规定的方法对集成电路进行命名。一般情况下，国外许多IC厂商将自己公司名称的缩写字母或者公司的产品代号放在型号的开头，然后是器件编号、封装形式和工作温度范围。

现行国家标准对集成电路型号的规定，是完全参照世界上通行的型号制定的，除第一部分和第二部分外，其后的部分则与国际通用型号一致.其功能、引出端排列和电特性均与国外同类产品一致。

第3篇: 我国集成电路制造企业面临的困难与挑战

陕西国防工业职业技术学院

课程报告

课 程微电子产品开发与应用

论 文 题 目CMOS集成电路制造工艺流程

班 级 电子3141

姓名及学号王京（24#）

任 课 教 师 张喜凤

目录

摘要 2

引言 2

关键词 2

1. CMOS器件 2

1.1分类 2

2.CMOS集成技术发展 2

3.CMOS基本的制备工艺过程 3

3.1衬底材料的制备 3

4.主要工艺技术 3

5.光刻 3

6. 刻蚀 3

6.1湿法刻蚀 3

6.2干法刻蚀 4

7.CMOS工艺的应用 4

举例 4

CMOS集成电路制造工艺流程

CMOS器件，是NMOS和PMOS晶体管形成的互补结构，电流小，功耗低，早期的CMOS电路速度较慢，后来不断得到改进，现已大大提高了速度。

CMOS器件也有不同的结构，如铝栅和硅栅CMOS、以及p阱、n阱和双阱CMOS。铝栅CMOS和硅栅CMOS的主要差别，是器件的栅极结构所用材料的不同。P阱CMOS，则是在n型硅衬底上制造p沟管，在p阱中制造n沟管，其阱可采用外延法、扩散法或离子注入方法形成。该工艺应用得最早，也是应用得最广的工艺，适用于标准CMOS电路及CMOS与双极npn兼容的电路。N阱CMOS，是在p型硅衬底上制造n沟晶体管，在n阱中制造p沟晶体管，其阱一般采用离子注入方法形成。该工艺可使NMOS晶体管的性能最优化，适用于制造以NMOS为主的CMOS以及E/D－NMOS和p沟MOS兼容的CMOS电路。双阱CMOS，是在低阻n＋衬底上再外延一层中高阻n――硅层，然后在外延层中制造n阱和p阱，并分别在n、p阱中制造p沟和n沟晶体管，从而使PMOS和NMOS晶体管都在高阻、低浓度的阱中形成，有利于降低寄生电容，增加跨导，增强p沟和n沟晶体管的平衡性，适用于高性能电路的制造。

从MOS工艺集成技术发展历史上看，也经历了从简单到复杂的发展过程，如陆续推出了p沟硅栅MOS工艺、p沟铝栅MOS工艺、n沟硅栅MOS工艺、n沟硅栅E/DMOS工艺、高性能短沟MOS（HMOS）工艺等，它们都各具优劣势，在不同时期、不同领域得到了应用。随着集成电路的集成度提高，功耗问题日益突出，普通MOS工艺已不能满足大规模和超大规模集成系统制造的需要，于是早在1963年开发出的硅CMOS集成工艺终于有了广泛应用的机会。虽然CMOS工艺比NMOS工艺复杂，早期的CMOS器件性能也较差，但CMOS器件的功耗极低，集成度也高，用以制造数字LSI和VLSI集成电路可很好地解决最迫切的功耗问题，因而在数字LSI和VLSI集成电路的制造中首先得到广泛应用，并得到快速发展，特别是自20世纪80年代以来，更成为CPU、RAM、ROM等VLSI的主导制造工艺，并替代了NMOS工艺。

CMOS集成电路的制备工艺是一个非常复杂而又精密的过程，它由若干单项制备工艺组合而成。

任何集成电路的制造都离不开衬底材料——单晶硅。制备单晶硅有两种方法：悬浮区熔法和直拉法。

热氧化；
扩散,掺杂（热扩散掺杂，离子注入掺杂）；

光刻是集成电路制造过程中复杂和关键的工艺之一。光刻的主要工艺步骤包括：光刻胶的涂覆，掩模与曝光，光刻胶显影，腐蚀和胶剥离。

湿法刻蚀是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术。它是一种纯化学刻蚀，具有优良的选择性，它刻蚀完当前薄膜就会停止，而不会损坏下面一层其他材料的薄膜。

干法刻蚀是以等离子体进行薄膜刻蚀的技术。这些工艺具有各向异性刻蚀和选择性刻蚀的特点。

随着整机系统继续向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展，对集成电路的要求越来越高，不断推动着集成电路工艺技术的迅速发展，目前先进的硅CMOS集成工艺已进入90纳米和65纳米领域。随着亚微米、深亚微米、纳米CMOS工艺技术的发展，为数字电路提供了更快、更大密度的电路集成，也为模拟电路提供了更高性能的模拟开关和模拟电路应用的多晶硅－氧化物－多晶硅电容，加上CMOS工艺简单、功耗低、集成度高、芯片尺寸小、成本低等特点，CMOS工艺不仅是数字电路的主导工艺技术，而且已不断在模拟和混合信号电路集成中得到应用，如含有模拟和数字电路的微控制器从20世纪90年代中期以来已全部采用CMOS工艺制造，自2003年以来CMOS工艺也成为一些通用低功耗A/D转换器的主流制造工艺。

无线通讯系统由高频和中频模拟电路及数字信号处理电路构成。过去，一般高频模拟电路部分采用GaAs或硅双极工艺技术制造，中频模拟电路部分采用硅BiCMOS工艺技术制造，其它（如DSP）采用硅CMOS工艺技术制造。但是，由于现代通讯系统涉及到声音、数据、图像等多媒体信息，如果继续采用这种制造模式来实现高频、低功耗、低噪声、低失真、小型化、低价格等性能特点的通讯系统电路，已远远不能满足应用需要。因此，推动了工艺集成技术的继续发展和竞争。随着CMOS工艺技术的快速进步，在新的技术竞争中，硅CMOS集成工艺已成为最具综合技术优势的竞争对手之一。

（1）生长一层SiO2。

（2）在SiO2上涂光刻胶，光刻N阱掺杂窗口（一次光刻）。

（3）用HF刻蚀窗口处的SiO2，去胶。

（4）在窗口处注入N型杂质。

（5）形成N阱，去除硅片上的SiO2。

（6）生长一层SiO2，再生长一层Si3N4。光刻场区（二次光刻），刻蚀场区的Si3N4，去胶。由于Si3N4和Si之间的应力较大，而SiO2与Si和Si3N4之间的应力较小，所以用SiO2作为过渡层。

（7）生长场区SiO2（场氧）。CMOS工艺之所以不象NMOS工艺那样直接生长场氧，一是因为CMOS工艺比NMOS工艺出现得晚，更先进；
二是因为生长场氧时间很长，会消耗很多硅，这样会使有源区边缘产生很高的台阶，给以后台阶覆盖带来困难，台阶太高会产生覆盖死角。

（8）去除Si3N4和有源区处的SiO2。

（9）重新生长一层薄薄的SiO2（栅氧）。

（10）生长一层多晶硅。

（11）光刻多晶硅栅极（三次光刻）。

（12）刻蚀栅极以外的多晶硅，去胶。

（13）光刻P+离子注入窗口（四次光刻），刻蚀窗口处的SiO2，去胶。在窗口处注入P型杂质，形成PMOS的源漏区和衬底欧姆接触。生长SiO2。

（14）光刻N+离子注入窗口（五次光刻），刻蚀窗口处的SiO2，去胶。在窗口处注入N型杂质，形成NMOS的源漏区和阱欧姆接触。

（15）生长一层SiO2。

（16）光刻接触孔（六次光刻），刻蚀接触孔处的SiO2，去胶。

（17）生长一层金属，光刻金属引线（七次光刻）。

（18）刻蚀引线外的金属，去胶。

（19）淀积钝化层。

超链接：集成电路的制造工艺,光刻,CMOS集成工艺.

第4篇: 我国集成电路制造企业面临的困难与挑战

包括指标：企业排名、企业名称、主营业务、成立年份、人员规模

中国产业洞察网

图表1：广东省集成电路制造行业企业排名

排名

企业名称

主营业务活动

开业年份

人员（人）

1

恩斯迈电子（深圳）有限公司

电脑主机板

2000

6800

2

广州添利电子科技有限公司

制造电路板

1993

6175

3

东莞黄江精成科技电子一厂

生产电脑主板

2000

5920

4

惠州大亚湾光弘科技电子有限公司

生产集成电路

1995

5461

5

依顿(广东)电子科技有限公司

液晶显示器及其附件

2000

5377

6

深圳赛意法微电子有限公司

半导体产品封装测试

1999

4790

7

鑫茂科技(深圳)有限公司

电脑主机板

1998

4661

8

环旭电子(深圳)有限公司

电脑主机板

2000

4072

9

纬创资通(中山)有限公司

主板生产

1999

4050

10

雅达电子有限公司

电源供应器

1988

4023

11

名幸电子(广州南沙)有限公司

印制线路板

1998

3909

12

名幸电子(广州南沙)有限公司本部

印制线路板

1998

3909

13

惠阳科惠工业科技有限公司

各种高级多层及单双层线路板

2001

3305

14

新辉开科技（深圳）有限公司

集成电路制造

1995

2816

15

开平依利安达电子有限公司

印刷线路板

1992

2556

16

先进半导体材料(深圳)有限公司

半导体专用材料

2002

2302

17

乐依文半导体(东莞)有限公司

生产集成电路

2004

1901

18

佛山市顺德区联合电子有限公司

生产线路板

1994

1852

19

东莞创盟电子有限公司

生产半导件集成电路

2002

1831

20

广州南沙经济技术开发区胜得电路版有限公司

双面线路板

1994

1827

21

东莞技嘉电子有限公司

生产电脑主板

1998

1600

22

深圳市比亚迪微电子有限公司

从事LED发光二极管封装

2004

1458

23

东莞爱电电子有限公司

生产线路板

2002

1392

24

南海菱展光电有限公司

背光模组制造

2006

1234

25

意力(广州)电子科技有限公司

制造透明轻触膜

2005

1009

26

东莞常平霞坑建福电子厂

制造电子电器

1995

815

27

广州京写电路板有限公司

印刷电路板制造

1994

762

28

中山市文成电路板有限公司

生产电路板

2001

700

29

港加贺电子深圳有限公司

电路板组装

1999

633

30

大联大商贸(深圳)有限公司

电子产品方案的设计

2000

607

31

东莞石碣玮至电子厂

加工自动插件

1997

601

32

深圳市中兴新宇软电路有限公司

生产柔性电路板

2003

600

33

珠海晨新科技有限公司

研究开发、设计、生产、销售自产的新型平板

2005

596

34

沛顿科技(深圳)有限公司

芯片封装测试制造

2004

584

35

威士茂安商住电子科技（珠海）有限公司

生产新型电子元件

2002

561

36

东莞城区坚田电机电子厂

电子元件及组件制造

2001

518

37

深圳市中兴微电子技术有限公司

集成电路的设计

2003

500

38

炬力集成电路设计有限公司

多媒体芯片的设计与生产

2001

487

39

汕头凯星印制板有限公司

印制电路板制造

2000

480

40

光泰电子(深圳)有限公司

解码板生产

2003

472

41

广州三祥多层电路有限公司

线路板

2006

454

42

深圳市朗科电器有限公司

生产家电控制板

2001

448

43

深圳市阿龙电子有限公司

VCD主板生产

2003

435

44

东莞淳安电子有限公司

生产薄膜开关

1996

426

45

深圳市振华微电子有限公司

厚膜混合集成电路生产

1994

415

46

广州市番禺同荣电子有限公司

单双面线路板

1994

414

47

东莞怡富电路板厂

生产电路板

1993

410

48

宝安区福永白石厦南华实业制品厂

电路控制器

1994

395

49

深圳市盛创新精密电子有限公司

生产多层线路板

2004

385

50

阳江市华讯电子制品有限公司

电子元件及组件制造

2008

381

51

东莞常平朗贝进达电子厂

加工电脑配件

1995

378

52

广州恒利达电路有限公司

生产触摸屏

2001

378

53

东莞长安乌沙郡权电子厂

加工液

1999

375

54

佛山市三水侨锋电路版有限公司

各类型集成线路版

1997

360

55

肇庆昌隆电子有限公司

单面线路极

1993

360

56

珠海南科集成电子有限公司

生产6英寸1025集成电路晶片

1999

359

57

深圳安博电子有限公司

集成电路加工

1994

352

58

东莞市洋湖电子有限公司

生产加工彩色电视机

2004

350

59

深圳市航盛电路科技股份有限公司

印制电路板制造

2007

330

60

东莞长安华亿电子厂

生产电源供应器

1998

322

61

佛山市顺德区华士达电器有限公司

生产线路板

2000

309

62

世纪美富达电子(惠州)有限公司

生产线路板

2004

300

63

深圳国微技术有限公司

集成电路板制造

2002

300

64

珠海南科电子有限公司

生产集成电路产品

1989

298

65

东莞森玛仕格里菲电路有限公司

生产多层线路板

2006

281

66

深圳正合电子技术有限公司

电脑主板 显卡生产

2001

273

67

深圳市安元达电子有限公司

生产柔性线路板

2004

267

68

阳西县华阳电子材料有限公司

集成电路制造

1994

265

69

易盈电脑（深圳）有限公司

集成电路制造

1993

265

70

建碁科技(中山)有限公司

集成电路制造业

2001

262

71

江门吉华光电精密有限公司

生产电子模板

2001

261

72

深圳市鑫达辉软性电路科技有限公司

电子产品生产

2003

260

73

深圳市腾达丰电子有限公司

线路板生产

1999

251

74

凯歌科技(深圳)有限公司

双层线路板

2004

242

75

泰克威科技(深圳)有限公司

电脑移动硬盘

2005

238

76

雄昱电子(惠州)有限公司

生产线路板半成品

2001

235

77

深圳市思迈尔达电子科技有限公司

集成电路制造

2005

222

78

佛山市南海艾柯电子有限公司

生产空白电路

2006

218

79

广州崇技电子有限公司

生产、加工、销售印刷电路板

1999

213

80

广州市嘉艺电子薄膜开关有限公司

生产薄膜开关

1996

204

81

惠州敦盛电子有限公司

电子线路板

2007

200

82

江门市佳泰电子有限公司

柔性线路板生产

2004

186

83

荣晖电子（惠州）有限公司

电路板

2004

180

84

东洋通信技术(深圳)有限公司

复印机电路板

2000

177

85

深圳市宝安区新桥加达利制造厂

加工弹珠游戏机线路板

2002

176

86

中山市利鑫电路板有限公司

生产电路板

2002

175

87

深圳市百千成电子有限公司

加工集成电路板

2004

166

88

广州南科集成电子有限公司

制造集成电路设计与线宽0.25微米及以下大规

2006

164

89

佛山市宝威尔电源设备有限公司

生产计算机电源板

2003

160

90

东莞特通电子科技有限公司

制作线路板

2004

153

91

坚田电机(东莞)有限公司

生产电子线路钣

2004

152

92

惠州市大亚湾宝田科技开发有限公司

电子产品来料加工

2000

152

93

深圳市龙岗区横岗金柏集成电路厂

从事线路板生产

2000

150

94

广州永通音像制作有限公司

音像器材制造

1991

150

95

深圳市鼎科实业有限公司

驱动板生产

2002

149

96

深圳市国微电子股份有限公司

集成电路

1993

147

97

东莞黄江矽谷电子厂

集成电路板制造

1993

145

98

中山市凯基电路版有限公司

生产电路板

2006

130

99

中山市佳信电路板有限公司

生产电路板

2001

130

100

深圳市深世艾达精密科技有限公司

生产精密组件

2005

127

数据来源：中国产业洞察网

第5篇: 我国集成电路制造企业面临的困难与挑战

学习总结

学习了集成电路制造工艺的课程，了解和掌握了很多关于集成电路的设计与具体细节的知识，在此总结一下最近学习的情况和心得。

通过整体学习掌握了微电子工艺的初步理论知识和制作细节，所谓微电子工艺，就是指用半导体材料制作微电子产品的方法、原理、技术。不同产品的制作工艺不同，但可将制作工艺分解为多个基本相同的小单元，再将不同的小单元按需要顺序排列组合来实现。

具体以一个最常用的芯片设计为例，首先将大自然中仅次于氧含量的硅做成硅棒，然后切片，再经过20到30步工艺步骤做成硅片然后再对做好的芯片进行测试，再经过封装成成品，完了再经过成品测试找出不符合标准的芯片，再包装到上市出售。

英特尔公司的联合创始人之一戈登摩尔提出了一个很著名的论断：即“摩尔定律”，集成电路上能被集成的晶体管数目，将会以每18个月翻一番的速度稳定增长。该论断到目前为之还在适用，但到以后会不会出现如此的情况就很难下定论，因为随着工艺的成熟，技术的进步，加工水平的提升，该速度会不会面临艰难的挑战也是一个谜。

在本次学习过程中，首先了解了硅作为集成电路的基础性材料，主要是由于它有一下几个特点：原料充分；
硅晶体表面易于生长稳定的氧化层，这对于保护硅表面器件或电路的结构、性质很重要；
重量轻，密度只有2.33g/cm3；
热学特性好，线热膨胀系数小，2.5*10-6/℃ ，热导率高，1.50W/cm·℃；
单晶圆片的缺陷少，直径大，工艺性能好；
机械性能良好。

在掌握了硅的优点之后，熟悉了单晶硅的生长。采用熔体生长法制备单晶硅棒：多晶硅→熔体硅→单晶硅棒；
按制备时有无使用坩埚又分为两类：有坩埚的：直拉法、磁控直拉法；

无坩埚的：悬浮区熔法。

单晶硅的生长原理为：固体状态下原子的排列方式有无规则排列的非晶态，也可以成为规则排列的晶体。决定因素有三方面: 物质的本质：原子以哪种方式结合使系统吉布斯自由能更低。温度高时原子活动能力强，排列紊乱能量低，而低温下按特定方式排列结合能高可降低其总能量----这是热力学的基本原则。

熔融液体的粘度：粘度表征流体中发生相对运动的阻力，随温度降低，粘度不断增加，在到达结晶转变温度前。粘度增加到能阻止在重力作用物质发生流动时，即可以保持固定的形状，这时物质已经凝固，不能发生结晶。

熔融液体的冷却速度：冷却速度快，到达结晶温度原子来不及重新排列就降到更低温度，最终到室温时难以重组合成晶体，可以将无规则排列固定下来。

然后，在单晶硅里进行掺杂，主要有：液相掺杂，气相掺杂，中子辐射掺杂三类。液相掺杂可直接在坩埚内加入杂质元素制造特定电阻率圆片。利用杂质的扩散机理，在用区熔法拉制硅单晶的过程中加入气相杂质氛围，并通过控制杂质气体的杂质含量和气体流量的方法控制单晶的电阻率。在单晶炉内通入的惰性气体中加入一定量的含掺杂元素的杂质气体。在杂质气氛下，蒸发常数小的杂质部分溶入熔体硅中，掺入单晶体内。无坩埚生长单晶法，一般采用气相掺杂方法。NTD法是一种内掺杂方法，所用原始硅单晶是不掺杂的本征单晶，将它放在原子反应堆中进行中子辐照，使硅中的天然同位素30Si俘获中子后产生不稳定的31Si,经过半衰期(2.62h)的β衰变生产不稳定的31P，从而实现对硅单晶的磷(n型)掺杂。

在微电子工艺中，外延(epitaxy)是指在单晶衬底上，用物理的或化学的方法，按衬底晶向排列（生长）单晶膜的工艺过程。新排列的晶体称为外延层，有外延层的硅片称为（硅）外延片，与先前描述的单晶生长不同在于外延生长温度低于熔点许多，外延是在晶体上生长晶体，生长出的晶体的晶向与衬底晶向相同，掺杂类型、电阻率可不同。n/n+，n/p，GaAs/Si。

使用外延工艺主要有一下两个优点：高的集电结击穿电压和低的集电极串联电阻，利用外延技术的pn结隔离是早期双极型集成电路常采用的电隔离方法。

外延工艺常用的硅源：四氯化硅 SiCl4(sil.tet)，是应用最广泛，也是研究最多的硅源---主要应用于传统外延工艺；
三氯硅烷 SiHCl3(TCS)，和 SiCl4类似但温度有所降低----常规外延生长；
二氯硅烷SiH2Cl2( DCS) ----更低温度，选择外延；
硅烷SiH4，更适应薄外延层和低温生长要求，得到广泛应用；
新硅源：二硅烷Si2H6-----低温外延。

二氧化硅是微电子工艺中采用最多的介质薄膜。二氧化硅薄膜的制备方法有：热氧化、 化学气相淀积、物理法淀积、阳极氧化等。热氧化是最常用的氧化方法，需要消耗硅衬底，是一种本征氧化法。

在掺杂的步骤中，包含了热扩散和离子注入两种方法。由于热扩散成本较低容易实现在以前的制作工艺中经常采用，而离子注入方法比热扩散更加精确，实现掺杂的效果比掺杂好，但是离子注入的一个最大劣势是成本高，就单个离子注入机比较昂贵，配合其他的设备整个成本比较高。下面就分别说一下热扩散和离子注入的方法。

扩散是微电子工艺中最基本的工艺之一，是在约1000℃的高温、p型或n型杂质气氛中，使杂质向衬底硅片的确定区域内扩散，达到一定浓度，实现半导体定域、定量掺杂的一种工艺方法，也称为热扩散。目的是通过定域、定量扩散掺杂改变半导体导电类型，电阻率，或形成PN结。

固相扩散是通过微观粒子一系列随机跳跃来实现的，这些跳跃在整个三维方向进行，主要有三种方式：间隙式扩散、替位式扩散、间隙—替位式扩散。扩散工艺是要将具有电活性的杂质，在一定温度，以一定速率扩散到衬底硅的特定位置，得到所需的掺杂浓度以及掺杂类型。主要有两种方式：恒定表面源扩散和限定表面源扩散。

所谓离子注入，就是离化后的原子在强电场的加速作用下，注射进入靶材料的表层，以改变这种材料表层的物理或化学性质。基本过程为：将某种元素的原子或携带该元素的分子经离化变成带电的离子，在强电场中加速，获得较高的动能。注入材料表层（靶）以改变这种材料表层的物理或化学性质。

离子注入的特点：各种杂质浓度分布与注入浓度可通过精确控制掺杂剂量（1011-1017 cm-2）和能量（5-500 keV）来达到；
同一平面上杂质掺杂分布非常均匀（±1% variation across an 8’’ wafer）；
非平衡过程，不受固溶度限制，可做到浅结低浓度 或深结高浓度；
注入元素通过质量分析器选取，纯度高，能量单一；
低温过程（因此可用多种材料作掩膜，如金属、光刻胶、介质）；
避免了高温过程引起的热扩散；
易于实现对化合物半导体的掺杂；
横向效应比气固相扩散小得多，有利于器件尺寸的缩小；
可防止玷污，自由度大；
会产生缺陷，甚至非晶化，必须经高温退火加以改进；
设备相对复杂、相对昂贵（尤其是超低能量离子注入机）；
有不安全因素，如高压、有毒气体。

离子注入和热扩散的不同之处是，离子注入还需进行退火处理，因为进行了离子注入时可能将排列合理的原子给替换或是排挤的不在其原来的位置了，所以必须进行退火来进行恢复。在某一高温下保持一段时间，使杂质通过扩散进入替位，有电活性；
并使晶体损伤区域“外延生长”为晶体，恢复或部分恢复硅的迁移率，少子寿命。退火效果(q/NA,μ,τ)，与温度，时间有关。一般温度越高、时间越长退火效果越好。退火后出现靶的杂质再分布。

退火条件：依据损伤情况定，目的是激活杂质，恢复电学特性；
注入杂质的质量，剂量、剂量率，能量；
靶温。退火方法：高温退火；
快速退火：激光、宽带非相关光、电子束退火。

化学气相淀积(Chemical Vapor Deposition, CVD)是把构成薄膜元素的气态反应剂或液态反应剂的蒸气以合理的流速引入反应室，在衬底表面发生化学反应并在衬底上淀积薄膜的工艺方法。淀积的薄膜是非晶或多晶态，衬底不要求是单晶，只要是具有一定平整度，能经受淀积温度即可。

相比化学汽相淀积还有物理汽相淀积法，物理气相淀积（Physical vapor deposition，PVD）是利用某种物理过程实现物质转移，将原子或分子由（靶）源气相转移到衬底表面形成薄膜的过程。

完成了以上工作步骤之后还要进行光刻，光刻(photolithography)就是将掩模版（光刻版）上的几何图形转移到覆盖在半导体衬底表面的对光辐照敏感薄膜材料（光刻胶）上去的工艺过程 。光刻系统的主要指标包括分辨率、焦深、对比度、特征线宽控制、对准和套刻精度、产率以及价格。一般的光刻工艺要经历底膜处理、涂胶、前烘、曝光、显影、坚膜、刻蚀、去胶、检验工序。

光刻技术中一般存在以下的问题：半导体器件和集成电路的制造对光刻质量有如下要求：一是刻蚀的图形完整，尺寸准确，边缘整齐陡直；
二是图形内没有针孔；
三是图形外没有残留的被腐蚀物质。同时要求图形套刻准确，无污染等等。但在光刻过程中，常出现浮胶、毛刺、钻蚀、针孔和小岛等缺陷。

广义而言，刻蚀技术包含了所有将材质表面均匀移除或是有选择性地部分去除的技术，可大体分为湿法刻蚀（Wet Etching）和干法刻蚀（Dry Etching）两种方式。

影响刻蚀工艺的因素分为外部因素和内部因素。外部因素主要包括设备硬件的配置以及环境的温度、湿度影响，对于操作人员来说，外部因素只能记录，很难改变，要做好的就是优化工艺参数，实现比较理想的实验结果。内部因素就是在设备稳定的情况下对工艺结果起到决定性作用。

集成电路对互连布线有以下要求：①布线材料有低的电阻率和良好的稳定性；
②布线应具有强的抗电迁移能力；
③布线材料可被精细刻蚀，并具有抗环境侵蚀的能力；
④布线材料易于淀积成膜，粘附性要好，台阶覆盖要好，并有良好的可焊性。

多层互连，一方面可以使单位芯片面积上可用的互连布线面积成倍增加，允许可有更多的互连线；
另一方面使用多层互连系统能降低因互连线过长导致的延迟时间的过长。因此，多层互连技术成为集成电路发展的必然。多层互连系统主要由金属导电层和绝缘介质层组成。因此可从金属导电层和绝缘介质层的材料特性，工艺特性，以及互连延迟时间等多个方面来分析ULSI对多层互连系统的要求。

微电子芯片封装在满足器件的电、热、光、机械性能的基础上，主要应实现芯片与外电路的互连，并应对器件和系统的小型化、高可靠性、高性价比也起到关键作用。微电子封装通常有五种作用，即电源分配、信号分配、散热通道、机械支撑和环境保护。器件封装在国际上已成为独立的封装产业，并与器件测试、器件设计和器件制造共同构成微电子产业的四大支柱。

对未来测试技术的展望：内外带宽差异；
混合电路测试；
系统级芯片测试；
内嵌存储器与自我校正；
芯片性能的提高与测试精度的矛盾；
集成度的提高使得同样失效机理影响更严重；
外部测试设备的高昂价格与IC成本降低的要求相冲突。

综上将学习的整个过程和学习到的知识进行了一下梳理，很好的了解和掌握了更多的关于IC的综合知识。

第6篇: 我国集成电路制造企业面临的困难与挑战

然后，旋转线缆并慢慢拉出，最后，再将其冷却结晶，就形成圆柱状的单晶硅晶棒，即硅棒。
此过程称为“长晶”。
硅棒一般长3英尺，直径有6英寸、8英寸、12英寸等不同尺寸。
硅晶棒再经过研磨、抛光和切片后，即成为制造集成电路的基本原料——晶圆。

切片(Slicing /边缘研磨(Edge Grinding/抛光(Surface Polishing 切片是利用特殊的内圆刀片，将硅棒切成具有精确几何尺寸的薄晶圆。
然后，对晶圆表面和边缘进行抛光、研磨并清洗，将刚切割的晶圆的锐利边缘整成圆弧形，去除粗糙的划痕和杂质，就获得近乎完美的硅晶圆。

包裹(Wrapping/运输(Shipping
晶圆制造完成以后，还需要专业的设备对这些近乎完美的硅晶圆进行包裹和运输。

晶圆输送载体可为半导体制造商提供快速一致和可靠的晶圆取放，并提高生产力。

2.沉积
外延沉积 Epitaxial Deposition
在晶圆使用过程中，外延层是在半导体晶圆上沉积的第一层。
现代大多数外延生长沉积是在硅底层上利用低压化学气相沉积(LPCVD方法生长硅薄膜。

外延层由超纯硅形成，是作为缓冲层阻止有害杂质进入硅衬底的。

过去一般是双极工艺需要使用外延层，CMOS技术不使用。
由于外延层可能会使有少量缺陷的晶圆能够被使用，所以今后可能会在300mm晶圆上更多精选范本,供参考！

采用。

9.晶圆检查Wafer Inspection (Particles
在晶圆制造过程中很多步骤需要进行晶圆的污染微粒检查。
如裸晶圆检查、设备监控（利用工艺设备控制沉积到晶圆上的微粒尺寸），以及在CMP、CVD及离子注入之后的检查，通常这样的检查是在晶圆应用之前，或在一个涂光刻胶的层曝光之前，称之为无图形检查。

2.沉积
化学气相沉积 Chemical Vapor Deposition 化学气相沉积 (CVD 是在晶圆表面通过分解气体分子沉积混合物的技术。
CVD会产生很多非等离子热中间物，一个共性的方面是这些中间物或先驱物都是气体。

有很多种CVD技术，如热CVD、等离子CVD、非等离子CVD、大气CVD、LPCVD、HDPCVD、LDPCVD、PECVD等，应用于半导体制造的不同方面。

3.光刻(Photolithography
光刻是在晶圆上印制芯片电路图形的工艺，是集成电路制造的最关键步骤，在整个芯片的制造过程中约占据了整体制造成本的35%。
光刻也是决定了集成电路按照摩尔定律发展的一个重要原因，如果没有光刻技术的进步，集成电路就不可能从微米进入深亚微米再进入纳米时代。
光刻工艺将掩膜图形转移到晶片表面的光刻胶上，首先光刻胶处理设备把光刻胶旋涂到晶圆表面，再经过分步重复曝光和显影处理之后，在晶圆上形成需要的图形。

通常以一个制程所需要经过掩膜数量来表示这个制程的难易。

根据曝光方式不同，光刻可分为接触式、接近式和投影式；

根据光刻面数的不同，有单面对准光刻和双面对准光刻；

根据光刻胶类型不同，有薄胶光刻和厚胶光刻。
一般的光刻流程包括前处理、匀胶、前烘、对准曝光、显影、后烘， 可以根据实际情况调整流程中的操作。

4.刻蚀(Etching
在集成电路制造过程中，经过掩模套准、曝光和显影，在抗蚀剂膜上复印出所需的图形，或者用电子束直接描绘在抗蚀剂膜上产生图形，
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然后把此图形精确地转移到抗蚀剂下面的介质薄膜（如氧化硅、氮化硅、多晶硅）或金属薄膜上去，制造出所需的薄层图案。
刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法，有选择地把没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜层除去，从而在薄膜上得到和抗蚀剂膜上完全一致的图形。
等离子刻蚀(plasma etch是在特定的条件下将反应气体电离形成等离子体，等离子体选择性地从晶圆上除去物质，剩下的物质在晶圆上形成芯片图形。

5.离子注入 Ion Implantation 晶圆衬底是纯硅材料，不导电或导电性极弱。
为了在芯片内具有导电性，必须在晶圆里掺入微量的不纯物质，通常是砷、硼、磷。

掺杂可以在扩散炉中进行，也可以采用离子注入实现。

一些先进的应用都是采用离子注入掺杂的。
离子注入有中电流离子注入、大电流/低能量离子注入、高能量离子注入三种，适于不同的应用需求。

6.热处理Thermal Processing
利用热能将物体内产生内应力的一些缺陷加以消除。
所施加的能量将增加晶格原子及缺陷在物体内的振动及扩散，使得原子的排列得以重整。

热处理是沉积制造工序后的一个工序，用来改变沉积薄膜的机械性能。

目前，热处理技术主要有两项应用：
一个使用超低k绝缘体来提升多孔薄膜的硬度，
另一个使用高强度氮化物来增加沉积薄膜的韧性抗张力，以提升器件性能。
在紫外热处理反应器里，等离子增强化学气相沉积薄膜经过光和热的联合作用改变了膜的性能。
高强度氮化薄膜中紫外热处理工艺使连接重排，空间接触更好，产生出了提高器件性能所需的高强度水平。

2.沉积（蒸发、溅射）
物理气相沉积 Physical Vapor Deposition
晶圆上最常见的金属互连材料是Al，通常应用物理气相沉积(PVD法制备金属材料薄膜。

在PVD系统中用离子轰击Al靶，使靶材表面Al原子以一定能量逸出，然后在晶圆表面沉积。
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PVD方法也用于沉积阻挡层和籽晶层，以及用于双嵌式互连的铜薄膜。

7.化学机械研磨 CMP
推动芯片技术向前发展的关键之一是每个芯片的层数在增加，一个芯片上堆叠的层数越来越多，而各层的平坦不均会增加光刻精细电路图像的困难。

CMP 系统是使用抛光垫和化学研磨剂选择性抛光沉积层使其平坦化。
CMP包括多晶硅金属介质(PMD 平坦化、层间绝缘膜(ILD 平坦化和钨平坦化。

CMP是铜镶嵌互连工艺中的关键技术。

8.晶圆检测 Wafer Metrology
在芯片制造过程中，为了保证晶圆按照预定的设计要求被加工必须进行大量的检测和量测，包括芯片上线宽度的测量、各层厚度的测量、各层表面形貌测量，以及各个层的一些电子性能的测量。
随着半导体工艺和制造技术的不断发展，这些检测已经成为提高量产和良率的不可缺少的部分。在铜互连工艺中，由于采用更精细的线宽技术和低k介电材料，需要开发更精密的测试设备和新的测试方法。
检测主要包括三类：光学检测、薄膜检测、关键尺寸扫描电子检测(CD-SEM。晶圆检测的一个重要发展趋势是将多种测量方法融合于一个工艺设备中。

9.晶圆检查Wafer Inspection (Particles
在晶圆制造过程中很多步骤需要进行晶圆的污染微粒检查。如裸晶圆检查、设备监控（利用工艺设备控制沉积到晶圆上的微粒尺寸），以及在CMP、CVD及离子注入之后的检查，通常这样的检查是在晶圆应用之前，或在一个涂光刻胶的层曝光之前，称之为无图形检查。

10.晶圆探针测试（Wafer Probe Test）
晶圆探针测试是对制造完成的晶圆上的每个芯片（Die）进行针测，测试时，晶圆被固定在真空吸力的卡盘上，并与很薄的探针电测器对准，细如毛发的探针与芯片的每一个焊接点相接触。在测试过程中，每一个芯片的电性能和电路机能都被检测到，不合格的晶粒会被标上记号，而后当芯片切割成独立的芯片颗粒时，标有记号的不合格芯片颗粒会被淘汰。

探针检测的相关数据，现在已经可以用来对晶圆制造中的良率提升提供帮助。

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14.封装（Assembly & Packaging）
封装技术这几年发展非常快，这主要是因为(a芯片的复杂程度越来越高：芯片中所含晶体管数量急剧增多，管脚也越来越多。需要新的封装技术满足这些需求。(b电子产品小型化：现在的电子产品要求体积小，功能强大，功耗低，这也意味着对于丝焊要求更高，封装形式要适应这些变化。
晶圆上的芯片在这里被切割成单个芯片，然后进行封装，这样才能使芯片最终安放在PCB板上。这里需要用的设备包括晶圆切割机，粘片机（将芯片封装到引线框架中）、线焊机（负责将芯片和引线框架的连接，如金丝焊和铜丝焊）等。
在引线键合工艺中使用不同类型的引线：金(Au、铝(Al、铜(Cu，每一种材料都有其优点和缺点，通过不同的方法来键合。随着多层封装乃至3D封装的应用的出现，超薄晶圆的需求也在不断增强。

15.成品检测（Final Test）
因为最终的芯片良率不可能达到100%，芯片的检测就变得尤为重要。
如何检测出性能高的芯片，如何快速进行检测，考虑到每片芯片都要进行检测，晶圆厂就必须全盘平衡成本，这催生了检测功能更为强大、成本更为低廉、检测速度更快的新一代检测设备。

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