IC制造过程简单介绍

IC半導體蔡坤達(38801108)黃郁文(38801111)許正明(38801143)定義半導體是指在矽(四價)中添加三價或五價元素形成的電子元件，它不同於導體、非導體的電路特性，其導電有方向性，使得半導體可用來製造邏輯線路，而使電路有處理資訊的功能半導體產品可分為積體電路(IC)、分離式元件、光電半導體等三種。

簡介IC（IntegratedCircuit,積體電路），又被稱為是「資訊產業之母」是資訊產品最基本、也是最重要的元件。

IC是將電晶體、二極體、電阻器及電容器等電路元件，聚集在矽晶片上，形成完整的邏輯電路，以達成控制、計算或記憶等功能。半導體材料元素半導體(elementsemiconductor)如矽(Si)、鍺(Ge)所形成的半導體化合物半導體(compoundsemiconductor)如砷化嫁(GaAs)、磷化銦(InP)所形成的半導體IC的分類IC族群簡單分為記憶體IC、微元件IC、邏輯IC、類比IC

IC使用的趨向分為消耗性的IC:指一般用在家庭即與日常生活有關的電器用品

工業性的IC:講求功能外，還要可靠性及標準化，即希望每家工廠所做的積體電路，能互相替用。

記憶體IC揮發性

關掉電流後資料會消失的記憶體，稱為揮發性記憶體，如DRAM、SRAM。非揮發性

關掉電流後資料仍可保存的，叫做非揮發性記憶體。如ROM、Flash。微元件IC

MPU(微處理器)

指微電子計算機中的運算元件MCU(微控制器)

電腦中主機與界面中的控制系統DSP(數位訊號處理器)

將類比訊號轉為數位訊號，通常用於語音及通訊系統。邏輯IC標準邏輯IC

依標準化規格且大量生產稱之特殊應用IC

依特定用途而設計特殊規格的邏輯IC

類比IC線性IC線性和數位混合IC

具低複雜性、應用面積大、整合性低、流通性高是此類產品的特色，通常用來作為語言及音樂IC、電源管理與處理的元件。IC產業與IC的製造有直接關係的工業

包括晶圓製造業、IC製造業、IC封裝業輔助IC製造的工業

包括IC設計、光罩製造、IC測試、化學品、導線架工業提供IC製造支援的產業

包括設備、儀器、電腦輔助設計工具工業...等。IC製造流程製程晶圓(Wafer)

晶棒成長切片(Slicing)

研磨(Lapping)

清洗(Cleaning)

拋光(Polishing)

檢查(Inspection)

沉積(Depostion)化學氣相沉積技術(CVD)物理氣相沉積技術(PVD)化學氣相沉積

一種利用化學反應方式,將反應物(氣體)生成固態產物,並沉積在晶片表面的薄膜沉積技術如生成：

導體:W(鎢),Poli-Si(多晶矽)半導體:Epitaxy(單晶矽)絕緣體(介電材質):SiO2,Si3N4,PSG(磷矽玻璃) BPSG(硼磷矽玻璃)

化學氣相沉積優點

可以沉積組成精確的材料

具備較佳的階梯覆蓋能力物理氣相沈積

(PhysicalVaporDeposition)

物質(金屬或其化合物)經過物理氣相之轉換，重新沉積被覆於其他物質之表面上，如金、白金、鋁、銅、矽銅、鈦、鎢等之鍍著

製程程序透過物理變化，將被沉積之材料(固態或液態源)轉換成蒸氣相蒸氣相凝結在被覆物上形成薄膜PVD製程蒸鍍(Evaporation)

以熱將蒸鍍源加熱，使蒸發成蒸氣，到被鍍物 上沈積。

濺鍍(Sputtering)

利用電漿所產生的離子，藉著離子對被覆材料電極的轟擊，使電漿內具有被覆材料的原子，再進行薄膜沉積反應。蒸鍍(Evaporation)特性:

不易控制蒸發速率,尤其是合金或化合物階梯覆蓋能力差坩堝材質亦被蒸發耗損濺鍍(Sputtering)利用電漿所產生的離子，藉著離子對被覆材料電極的轟擊，使電漿內具有被覆材料的原子，再進行薄膜沉積反應。微影(Photolithography)原理：

在晶片表面上覆上一層感光材料，來自光源的平行光透過光罩的圖形，使得晶片表面的感光材料進行選擇性的感光。

感光材料：

正片－經過顯影(Development)，材料所獲得的圖案與光罩上相同稱為正片。

負片－如果彼此成互補的關係稱負片微影製程的差別蝕刻(Etching)利用光組為罩幕(mask)，以便對光組底下的薄膜或是基材進行選擇性的蝕刻。

蝕刻方法：

濕式蝕刻(Wetetching)乾式蝕刻(Dryetching)濕式蝕刻製程利用合適的化學溶液，先將所欲蝕刻的材質分解

，然後轉成可溶於此溶液的化合物後，達到目的。

製程特性

製程單純設備簡單(酸洗槽)產能高且具高選擇性屬於等向性蝕刻晶片易受污染乾式蝕刻製程利用輝光放電的方式，產生包含離子、電子、帶電粒子，以及具有高化學活性的中性原子及自由基之電漿來進行薄膜移除的蝕刻技術特性

可以進行非等向性蝕刻，即選擇特定的方向進行蝕刻低選擇性，即不但在被蝕刻薄膜上進行，也可在光阻及裸露出的薄膜進行摻質(Dopant)主要製作n型與p型半導體技術。而現在大部分都用離子植入技術。離子植入技術可將摻質已離子型態植入半導體元件的特定區域上，已獲得精確的電子特性熱製程(Thermalprocess)回火:用於改變材料的結構，可消除材料內，因缺陷所累積的內應力，或其他之機械性質矽化反應:形成鋁與矽間的接合金屬之一，TiSi2熱流動:藉高溫下，使BPSG易於流動，形成較平坦的表層固化:用來蒸除某些薄膜材料內的有機溶劑以增加薄膜的密度封裝(Packing)

IC積體電路的特色與應用巫政霖陳國偉王俊智目錄簡介積體電路之特性數位積體電路(Digitalintegratedcircuit

)線性積體電路(Linearintegratedcircuit)積體電路封裝形式

積體電路之應用積體電路之特性

積體電路(integratedcircuit，簡稱IC)是電晶體及半導體製造技術的衍生物。以往，笨重、耗電、故障率高的真空管電路，為電晶體電路所取代，而積體電路的出現，將電子設備濃縮到更小，耗電費更低，可靠度更高。積體電路在體積、重量、穩定性、耗電量、裝備、維護及價格方面都遠勝於於分立元件所組成的電路，但是它最顯著的特性還是在體積尺寸上。依照處理信號的不同可分為：

數位積體電路(Digitalintegratedcircuit，記為DICs)。TTL邏輯電路CMOS邏輯電路

線性積體電路(Linearintegratedcircuit，記為LICs)。積體電路之特性

數位積體電路乃輸入數位信號的裝置，目前使用最廣者為TTL及CMOS。它的輸入電壓範圍較輸出電壓範圍為大，如此可減低輸入雜訊所引起的錯誤動作。數位積體電路廣泛使用的數位裝置系列TTL系列具高速率，良好雜訊抑制力及低成本的優點TTL電晶體─電晶體邏輯電路邏輯閥之電路運作情形TTL邏輯電路CMOS邏輯電路是用P通道與N通道複合的MOSFET裝置所作的它是一種互補對稱電路，故被稱為COS/MOS，COSMOS，或更簡單稱為CMOS邏輯族。消耗功率很低，可是速率也相當慢。CMOS

反相器電路CMOS

正邏輯閘NORCMOS

之特性

線性積體電路的輸入及輸出波形，不若數位者限定於兩個極值，它可以輸入不同的波形及電壓值，在輸出亦能允許不同的波形及電壓值的出現。在彩色電視及調幅(AM)、調頻(FM)接受機方面，將輸入信號放大輸出等等，只有線性積體電路才能達到的。數位積體電路需要提供特定的輸入信號，亦僅能產生特定的輸出信號。線性積體電路則具較多方面之能力，它可適用於各種不同之信號型式輸入，而產生各種不同型式的信號輸出。線性積體電路

雙排封裝型(dual-in-linepackage)金屬罐封裝型

(metalcanpackage)平坦封裝型(flatpackage)

積體電路形式

封裝相較於人類其他的發明，積體電路(IC)技術和相關產品對我們的生活帶來了更大的改變。積體電路被應用在大量的產品上，從桌上型電腦、汽車、消費性電子產品，到太空衛星系統。積體電路之應用通訊

-傳輸聲音與資訊的設備無線通訊技術

-行動電話、個人數位助理(PDA)

電腦

-桌上型、筆記型電腦，工作站

網路

-路由器(Routers)、路由選擇器(Switches)、數據機

消費性電子產品-DVD、視訊、音效系統

家用產品

-家電、防盜系統

汽車-導航系統、引擎追蹤系統,機械控制系統

太空

-太空梭、全球定位系統(GPS)醫療

-偵查系統及分析工具高品質積體電路產品設計之產品通訊產品：

包括寬頻網路(xDSL，CableModem)、網路電話(VoIP，InternetTelephone)、10億位元乙太網路(GigabitsEthernet)、無線通訊(W-CDMA，Bluetooth，HomeRF)等相關產品。

影像產品：

包括高畫素影像感測器、影像處理、數位相機變焦鏡頭、嵌入式相機模組、投影機鏡頭等相關產品。

資訊家電(IA)產品：

包括家庭閘道器(ResidentialGateway)、IA處理器、家庭網路(HomePNA，PowerLineNetwork)、端子盒(Set-top-box)、數位影音(HDTV，DVD，MP3)等相關產品。IC名稱

用

途

邏輯(LOGIC)IC主機板、個人電腦、筆記型電腦、網路卡、掃瞄器、數據機等。

混合信號元件

筆記型電腦、主機板、網路卡、掃瞄器、PCCamera、集線器等。

線性(LINEAR)IC電腦顯示器、電源供應器、主機板、充電器、PCCamera等。

特定應用元件

數據機、網路卡、集線器、呼叫器、USB控制器、PCCamera等。

分散式(DISCRETE)元件

筆記型電腦、主機板、電腦顯示器、電源供應器、充電器等。

記憶體IC筆記型電腦、主機板、網路卡、數據器、掃瞄器、PC、Camera等。

PCCamera等。影像感測IC組其他

主機板、筆記型電腦、PCCamera等。

積體電路之應用線性積體電路

應用

史密特觸發器精密放大器二極體整流電路微分器與積分器非線性波形產生器正弦波產生器主動濾波器類比信號的運算與處理A/D及D/A轉換器的架構.特

長

：1.內阻會相對應於所照射光強度大小產

生變化之可變電阻器。

2.內阻隨入射光強度增加而下降。3.4種不同尺寸可供應用選擇。

4.主要為樹脂塗佈封裝。

用

途

：1.照相機、照度錶之光度檢測。

2.室內或戶外照明用具之自動控制開

關。

3.警報器之感應元件。4.光控玩