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。在热处理的过程中，晶圆上没有增加或减去任何物质，另外会有一些污染物和水汽从晶圆上蒸发。新结构半导体器件加工设计

干法刻蚀种类很多，包括光挥发、气相腐蚀、等离子体腐蚀等。按照被刻蚀的材料类型来划分，干法刻蚀主要分成三种：金属刻蚀、介质刻蚀和硅刻蚀。介质刻蚀是用于介质材料的刻蚀，如二氧化硅。干法刻蚀优点是：各向异性好，选择比高，可控性、灵活性、重复性好，细线条操作安全，易实现自动化，无化学废液，处理过程未引入污染，洁净度强。干法刻蚀主要形式有纯化学过程（如屏蔽式，下游式，桶式），纯物理过程（如离子铣），物理化学过程，常用的有反应离子刻蚀RIE，离子束辅助自由基刻蚀ICP等。新结构半导体器件加工设计MEMS器件中摩擦表面的摩擦力主要是由于表面之间的分子相互作用力引起的，而不是由于载荷压力引起。

MEMS加工技术：传统机械加工方法指利用大机器制造小机器,再利用小机器制造微机器。可以用于加工一些在特殊场合应用的微机械装置,例如微型机械手、微型工作台等。特种微细加工技术是通过加工能量的直接作用，实现小至逐个分子或原子的切削加工。特种加工是利用电能、热能、光能、声能及化学能等能量形式。常用的加工方法有：电火花加工、超声波加工、电子束加工、激光加工、离子束加工和电解加工等。超精密机械加工和特种微细加工技术的加工精度已达微米、亚微米级，可以批量制作模数只为0.02左右的齿轮等微机械元件，以及其它加工方法无法制造的复杂微结构器件。

半导体器件生产工艺流程主要有4个部分，即晶圆制造、晶圆测试、芯片封装和封装后测试。晶圆制造是指在硅晶圆上制作电路与电子元件如电晶体、电容体、逻辑闸等，整个流程工艺复杂，主要有晶圆清洗，热氧化，光刻（涂胶、曝光、显影），蚀刻，离子注入，扩散，沉积和机械研磨等步骤，来完成晶圆上电路的加工与制作。晶圆测试是指对加工后的晶圆进行晶片运收测试其电气特性。目的是监控前道工艺良率，降低生产成本。芯片封装是利用陶瓷或者塑料封装晶粒及配线形成集成电路；起到固定，密封和保护电路的作用。封装后测试则是对封装好的芯片进行性能测试，以保证器件封装后的质量和性能。微纳加工技术具有多学科交叉性和制造要素极端性的特点。

干法刻蚀是用等离子体进行薄膜刻蚀的技术。当气体以等离子体形式存在时，它具备两个特点：一方面等离子体中的这些气体化学活性比常态下时要强很多，根据被刻蚀材料的不同，选择合适的气体，就可以更快地与材料进行反应，实现刻蚀去除的目的；另一方面，还可以利用电场对等离子体进行引导和加速，使其具备一定能量，当其轰击被刻蚀物的表面时，会将被刻蚀物材料的原子击出，从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。因此，干法刻蚀是晶圆片表面物理和化学两种过程平衡的结果。热处理是简单地将晶圆加热和冷却来达到特定结果的工艺。新结构半导体器件加工设计

退火是指加热离子注入后的硅片，修复离子注入带来的晶格缺陷的过程。新结构半导体器件加工设计

干法刻蚀又分为三种：物理性刻蚀、化学性刻蚀、物理化学性刻蚀。其中物理性刻蚀又称为溅射刻蚀。很明显，该溅射刻蚀靠能量的轰击打出原子的过程和溅射非常相像。（想象一下，如果有一面很旧的土墙，用足球用力踢过去，可能就会有墙面的碎片从中剥离）这种极端的刻蚀方法方向性很强，可以做到各向异性刻蚀，但不能进行选择性刻蚀。化学性刻蚀利用等离子体中的化学活性原子团与被刻蚀材料发生化学反应，从而实现刻蚀目的。由于刻蚀的中心还是化学反应（只是不涉及溶液的气体状态），因此刻蚀的效果和湿法刻蚀有些相近，具有较好的选择性，但各向异性较差。新结构半导体器件加工设计

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