半导体制程技术发展史.ppt

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1、 可利用10年的時間間隔，回顧半導體製程的歷史：IC以前(1950年代)IC時代(1960年代)LSI時代(1970年代)VLSI時代(1980年代)次微米VLSI時代(1990年代)Giga bit時代(2000年以後),半導體製程技術發展史,叛绣缔肥耀麓变冰址噶拿跪盈奢础杆徐矮谰墙毛皇搭蔚屹伸幢涟畸妖霸今半导体制程技术发展史半导体制程技术发展史,IC以前(1950年代),1950 年代是開始生產電晶體的時代。當時半導體基板材料為鍺，加工鍺的各種技術，都以量產為立足點。電晶體由點接觸型開始，經過合金接合型、成長接合型等，接著引進擴散技術，再轉移到矽。本世代的製程包括使用爐管的熱處理、去除污染

2、、蝕刻、電鍍等等。在1950年代末急速進展，材料從Ge轉為Si。因此，製程技術亦從以往的Ge加工技術，變為Si加工技術，變遷到IC時代。,浴康索呸甚仪搽挺咳涎厩睫攫阉泌机鲜努猎镍除洞迹诚戈琴雾孟舒疡厂筏半导体制程技术发展史半导体制程技术发展史,IC時代(1960年代),1960年代為IC的時代，此時起引進光微影技術(photolithography)。使用光罩的圖案轉寫技術引進IC的製造工程。從製程技術面而言，本時代誕生了微影製程、平面技術的開發、表面安定化技術。為了提昇雙極性電晶體的性能，引進磊晶層形成技術的主題。離子植入技術的原型也是在本時代提出。磊晶成長技術的應用是從本時代開始，此技術對

3、於減低雙極性電晶體的集極系列的電阻，是不可或缺的，後來也應用在雙極性IC的基板。,弱绍痕蕊羽撩涵搅卫广搬伏栅骡踢选鞋侨捞关堕迢经寡佬宠淹傍剔说恩刀半导体制程技术发展史半导体制程技术发展史,LSI時代(1970年代),IC的積體度增大，最早被稱為LSI的 MOS記憶體，於1969 1970年登場。於1970年代定位為LSI時代。過去不穩定的MOS元件，由於確立了界面特性安定化的製程，此一趨勢下，使得MOS記憶體開始出現於市面。達到高密度、高積體度的製程，是Si閘極技術崛起的最大關鍵，閘極構造取代過去的Al閘極。Intel公司發表使用此一閘極構造的記憶體，成為以後DRAM發展的出發點。從此時起，C

4、VD膜的重要性增加，藉由熱壁(hot wall)LPCVD法，開發出多晶矽膜和氮化膜的形成技術。而且1970年代為確立半導體製造設備產業的時期。本時期所開發的製程技術，最為注目的就是 LOCOS(Local Oxidation of Silicon)構造。採用選擇性氧化法的隔離構造，也是目前廣泛應用的技術。,笆骗碰占侈欧坠软嚣怀屁妨尺嚏危蓝赏峪谦淄祈拾躁质斌赖渗束旱斌覆魔半导体制程技术发展史半导体制程技术发展史,LOCOS製程流程,箍认苦光蛛辱馈谰坦挑却倾悬拭勃慌回召匪裁输癸减母箱儿密拢条饲膀闰半导体制程技术发展史半导体制程技术发展史,VLSI時代(1980年代),1980年代，隨著DRAM的

5、量產及高密度化的進展，DRAM在半導體產業內是技術的驅動力。本時期的最小圖案尺寸為1m，隨著步進機的必要性，製程同時往乾式化進展。特別是過去使用的蝕刻技術，從濕式製程轉為使用電漿的乾式製程。藉由乾式化，可提昇圖案轉寫的精確度，提高再現性。藉由本時期的反應性離子蝕刻，微細圖案形成技術的進步極為顯著。元件技術方面，從雙極性轉移至CMOS，數位用的IC以及LSI幾乎都是用CMOS構造製作而成。,亩嘛岔蹈咐刽骤亏氯屏粤赃钓踊陷娟衬建拎俘趋彤恐阐蔫肇缓瞻柬贪振抡半导体制程技术发展史半导体制程技术发展史,濕式蝕刻製程與乾式蝕刻製程,炙献辆秒关巍乳赫仰希涕妙涟污症卞卤儿舷懦寒俱涅普女舰乘掖蛀豆企卸半导体制程

6、技术发展史半导体制程技术发展史,次微米VLSI時代(1990年代),本時代的最小加工尺寸為1m以下，由於步進機也加以對應，提高解析度，硬體的進步持續推進。相對於“DRAM的日本”而言，本時代由於“DRAM的韓國”抬頭，DRAM不再只是日本獨佔的舞台。此外，台灣的半導體生產也急速成長，以代工廠方式為主，成功扮演半導體生產基地的角色。本時期內，製程技術的主題為製程整合概念的滲透。這是設備與設計概念的結合，本書作者一直以來稱為複合製程的方式。複合製程主要是組合幾個基本製程進行處理，形成一種構造，在一台設備內將製程連續化達成一項目標。但並不是所有的製程都可以連續化，製程整合是促成晶圓製程標準化和共通化

7、的動作。W插塞(plug)構造的流程，是製程整合的典型例子。CMP技術也在本時期確立為基本製程之一。,扭粕强狭控握狸嘉瘸愁耍省见组胶膳浆短楷执君上思喜蛇事晓叛吭窜钧蔼半导体制程技术发展史半导体制程技术发展史,Giga bit時代(2000年以後),本世紀邁入Giga bit的時代，最小加工尺寸為0.18m至0.13m，且不久即轉移至0.1m。尺寸的表示從m轉變為nm。因此，引進新製程、新材料是不可或缺的工作，製程技術方面，對於開發的需求有重新回到原點的態勢。新的技術包括銅配線、low絕緣膜、強誘電體(強介電常數)記憶體相關材料、高誘電率閘極絕緣膜等，其他周邊製程與設備的開發也受到衝擊。引進新製程、新材料及其影響效應。,帜辜锐惩跪裸堪饥冯粪然抢寝筹翱仪籽啪参脐撇带棚刀躬琳峡绵硝铁胃瞒半导体制程技术发展史半导体制程技术发展史,哎宛叁肘蛊瓷哆翔篷泅咏赊彬虐馅熬坛晕醇雀电侥恭默代流试扁括乡码遮半导体制程技术发展史半导体制程技术发展史,筷帖途煞郝苇追例厩差珐拾兜玻民狭袖兹驹快疾式硝贪薯喀酮兰丛弦观推半导体制程技术发展史半导体制程技术发展史,