新结构半导体器件加工设计

半导体硅片生产工艺：首先将多晶硅和掺杂剂放入单晶炉内的石英坩埚中，将温度升高至1420℃以上，得到熔融状态的多晶硅。其中，通过调控放入掺杂剂的种类（B、P、As、Sb）及含量，可以得到不同导电类型及电阻率的硅片。待多晶硅溶液温度稳定之后，将籽晶缓慢下降放入硅熔体中（籽晶在硅融体中也会被熔化），然后将籽晶以一定速度向上提升进行引晶过程。随后通过缩颈操作，将引晶过程中产生的位错消除掉。当缩颈至足够长度后，通过调整拉速和温度使单晶硅直径变大至目标值，然后保持等径生长至目标长度。较后为了防止位错反延，对单晶锭进行收尾操作，得到单晶锭成品，待温度冷却后取出。广义上的MEMS制造工艺，方式十分丰富，几乎涉及了各种现代加工技术。新结构半导体器件加工设计

半导体器件加工设备分类：单晶炉设备功能：熔融半导体材料，拉单晶，为后续半导体器件制造，提供单晶体的半导体晶坯。气相外延炉设备功能：为气相外延生长提供特定的工艺环境，实现在单晶上，生长与单晶晶相具有对应关系的薄层晶体，为单晶沉底实现功能化做基础准备。气相外延即化学气相沉积的一种特殊工艺，其生长薄层的晶体结构是单晶衬底的延续，而且与衬底的晶向保持对应的关系。分子束外延系统：设备功能：分子束外延系统，提供在沉底表面按特定生长薄膜的工艺设备；分子束外延工艺，是一种制备单晶薄膜的技术，它是在适当的衬底与合适的条件下，沿衬底材料晶轴方向逐层生长薄膜。江苏半导体器件加工步骤区熔硅单晶的较大需求来自于功率半导体器件。

单晶硅片是单晶硅棒经由一系列工艺切割而成的，制备单晶硅的方法有直拉法（CZ法）、区熔法（FZ法）和外延法，其中直拉法和区熔法用于制备单晶硅棒材。区熔硅单晶的较大需求来自于功率半导体器件。直拉法简称CZ法。CZ法的特点是在一个直筒型的热系统汇总，用石墨电阻加热，将装在高纯度石英坩埚中的多晶硅熔化，然后将籽晶插入熔体表面进行熔接，同时转动籽晶，再反转坩埚，籽晶缓慢向上提升，经过引晶、放大、转肩、等径生长、收尾等过程，得到单晶硅。

单晶硅，作为IC、LSI的电子材料，用于微小机械部件的材料，也就是说，作为结构材料的新用途已经开发出来了。其理由是，除了单晶SI或机械性强之外，还在于通过利用只可用于单晶的晶体取向的各向异性烯酸，精密地加工出微细的立体形状。以各向异性烯酸为契机的半导体加工技术的发展，在晶圆上形成微细的机械结构体，进而机械地驱动该结构体，在20世纪70年代后半期的Stanford大学，IBM公司等的研究中，这些技术的总称被使用为微机械。在本稿中，关于在微机械中占据重要位置的各向异性烯酸技术，在叙述其研究动向和加工例子的同时，还谈到了未来微机械的发展方向。光刻工艺的基本流程是首先是在晶圆（或衬底）表面涂上一层光刻胶并烘干。

晶圆是指制作硅半导体电路所用的硅晶片，其原始材料是硅。高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。国内晶圆生产线以8英寸和12英寸为主。晶圆的主要加工方式为片加工和批加工，即同时加工1片或多片晶圆。随着半导体特征尺寸越来越小，加工及测量设备越来越先进，使得晶圆加工出现了新的数据特点。同时，特征尺寸的减小，使得晶圆加工时，空气中的颗粒数对晶圆加工后质量及可靠性的影响增大，而随着洁净的提高，颗粒数也出现了新的数据特点。半导体指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。新结构半导体器件加工设计

刻蚀，英文为Etch，它是半导体制造工艺，微电子IC制造工艺以及微纳制造工艺中的一种相当重要的步骤。新结构半导体器件加工设计

光刻是通过一系列生产步骤将晶圆表面薄膜的特定部分除去的工艺。在此之后，晶圆表面会留下带有微图形结构的薄膜。被除去的部分可能形状是薄膜内的孔或是残留的岛状部分。光刻生产的目标是根据电路设计的要求，生成尺寸精确的特征图形，且在晶圆表面的位置要正确，而且与其他部件的关联也正确。通过光刻过程，在晶圆片上保留特征图形的部分。有时光刻工艺又被称为Photomasking，Masking，Photolithography或Microlithography，是半导体制造工艺中较关键的。在光刻过程中产生的错误可造成图形歪曲或套准不好，然后可转化为对器件的电特性产生影响。新结构半导体器件加工设计

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