Halbleiterherstellungsprozess-1
• Schaltungs- und Layoutentwicklung: Basierend auf den Ergebnissen der Anforderungsanalyse verwenden Entwickler EDA-Software (Electronic Design Automation), um Schaltungen zu entwerfen. Die Layoutentwicklung ist der Prozess der Umwandlung von Schaltungsentwürfen in physische Muster, die auf Halbleiterwafern hergestellt werden können. Nach Abschluss der Layoutentwicklung werden DRC (Design Rule Check) und LVS (Layout vs. Schematic Comparison) durchgeführt, um sicherzustellen, dass die Layoutentwicklung die im Schaltplan beschriebenen Schaltungsfunktionen korrekt implementiert.
• Herstellung der Fotomaske: Gemäß dem Schaltungsdesign wird die Fotomaske für die nachfolgenden Schritte lithografiert. Nach der Herstellung wird die Maske auf Defekte geprüft, um ihre Integrität sicherzustellen. Abschließend wird eine Schutzfolie (Pellikel) auf die Maske aufgebracht, um sie vor herabfallenden Partikeln oder Verunreinigungen zu schützen. Die Maske mit der Schutzfolie wird dann an das Produktionswerk geliefert.
Die Lithografie ist eine Technik, die in der Mikroelektronikfertigung eingesetzt wird, um Strukturen präzise auf Wafer zu übertragen. Dabei wird ein Licht- oder Elektronenstrahl verwendet, um die geometrische Struktur einer Maske auf das lichtempfindliche Material zu übertragen und diese anschließend durch Ätzen oder Zersetzung auf den Wafer zu übertragen.
Ätzen: Durch Ätzen wird der Fotolack, der die Oberfläche des Wafermaterials schützt, entfernt, um die Schaltungsstruktur zu erzeugen. Man unterscheidet im Wesentlichen zwei Ätzverfahren: Nassätzen und Trockenätzen.
Oxidation/chemische Gasphasenabscheidung (CVD), physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) / / Ionenimplantation Dotierungsdiffusion (Oxidation/CVD, PVD/Verunreinigungseinbringung zusammen/Ionenimplantation): Durch diese Prozesse werden eine isolierende Schicht und eine leitfähige Schicht auf der Waferoberfläche gebildet, und Verunreinigungen werden eingebracht, um die elektrischen Eigenschaften des Materials zu verändern.
Fotolackbeschichtung (Resistbeschichtung): Aufbringen von Fotolack auf die Waferoberfläche zur Vorbereitung der nächsten Lithographie.
Die chemisch-mechanische Politur (CMP) ist ein entscheidender Schritt im Halbleiterfertigungsprozess, um eine hohe Oberflächenebenheit der Wafer zu erzielen. Sie kombiniert zwei chemische und physikalische Methoden zur Glättung der Substratoberfläche: Durch einen bestimmten Druck und die Anwesenheit von Polierflüssigkeit bewegen sich Wafer und Polierpad relativ zueinander. Die organische Wechselwirkung aus mechanischem Schleifen mit Nanopartikeln und chemischer Korrosion durch Oxidationsmittel, Katalysatoren usw. trägt Material Schicht für Schicht von der Waferoberfläche ab und erzielt so eine hohe Ebenheit.
Elektrodenbildung: Hierbei wird die Elektrode auf dem Wafer erzeugt, um die Schaltungskomponenten zu verbinden und die elektrische Funktion zu realisieren. Zunächst wird ein Isolierfilm auf der Waferoberfläche aufgebracht. Anschließend wird das Elektrodenmuster mittels Lithographie auf den Wafer übertragen. Danach werden die nicht durch Fotolack geschützten Bereiche durch Ätzen entfernt, um das Elektrodenmuster zu formen. Abschließend wird das Elektrodenmuster durch Aufdampfen von Metallschichten gefüllt, um die eigentliche Elektrodenstruktur zu erzeugen.
• Waferinspektion: Dieser Prozess findet typischerweise in mehreren Phasen der Halbleiterfertigung statt, unter anderem nach kritischen Schritten wie Lithografie, Ätzen und Abscheidung. Zu den Inspektionstechniken gehören die optische und die Elektronenmikroskopie, wobei der Schwerpunkt auf der Identifizierung und Beseitigung von Fremdkörpern und Defekten liegt, die zu Ausfällen von Halbleiterbauelementen führen können.
Herstellungsprozess von polykristallinem SiliziumPolysilizium wird zu Siliziumblöcken verarbeitet.
Herstellungsprozess von Siliziumblöcken: Aus monokristallinem Silizium wird ein Siliziumblock hergestellt.
Zuschneiden des Barrens: Der Siliziumblock wurde in dünne Scheiben geschnitten.
Waferpolieren: nach dem Schneiden des Wafers und dem Polieren.
Siliziumoxid/-nitrid-Dünnschicht: auf der Waferoberfläche bildet sich eine dünne Isolierschicht.
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