CMOS工艺名词解

saliside——当金属和硅化物接触时会产生一层融合物,叫难融金属硅化物,此及saliside siliside —种工艺,在源漏区淀积(或是叫覆盖?)硅化物,这样一种工艺就叫silisidepoliside——也为一种工艺,乃在栅极poly上淀积硅化物A.M.U原子质量数ADI After develop inspection 显影后检视AEI蚀科后检查Alignment排成一直线,对平Alloy融合:电压与电流成线性关系,降低接触的阻值ARC: an ti-reflect coati ng 防反射层ASHER: 一种干法刻蚀方式ASI光阻去除后检查Backside晶片背面Backside Etch背面蚀刻Beam-Current电子束电流BPSG:含有硼磷的硅玻璃Break中断,stepper机台内中途停止键Cassette装晶片的晶舟CD: critical dimension 关键性尺寸Chamber反应室Chart图表Child lot 子批Chip (die)晶粒CMP化学机械研磨Coater光阻覆盖(机台)Coati ng涂布,光阻覆盖Contact Hole 接触窗Control Wafer 控片Critical layer 重要层CVD化学气相淀积Cycle time生产周期Defect缺陷DEP: deposit 淀积Descum预处理Developer显影液;显影(机台)Development 显影DG: dual gate 双门DI water去离子水Diffusion 扩散Doping掺杂Dose剂量Down grade 降级DRC: design rule check 设计规则检查Dry Clean 干洗Due date 交期Dummy wafer 挡片E/R: etch rate蚀刻速率EE设备工程师End Point蚀刻终点ESD: electrostatic discharge/electrostatic damage 静电离子损伤ET: etch 蚀刻Exhaust排气(将管路中的空气排除)Exposure 曝光FAB工厂FIB: focused ion beam 聚焦离子束Field Oxide场氧化层Flatness平坦度Focus焦距Foundry 代工FSG:含有氟的硅玻璃Furnace 炉管GOI: gate oxide integrity 门氧化层完整性H.M.D.S Hexamethyldisilazane,经去水烘烤的晶片,将涂上一层增加光阻与晶片表面附着力 的化合物,称H.M.D.SHCI: hot carrier injection 热载流子注入HDP: high density plasma高密度等离子体High-Voltage 高压Hot bake 烘烤ID辨认,鉴定Implant 植入Layer层次LDD: lightly doped drain 轻掺杂漏Local defocus局部失焦因机台或晶片造成之脏污LOCOS: local oxidation of silicon 局部氧化Loop巡路Lot批Mask (reticle)光罩Merge合并Metal Via金属接触窗MFG制造部Mid-Current 中电流Module部门NIT: Si3N4氮化硅Non-critical 非重要NP: n-doped plus(N+) N 型重掺杂NW: n-doped well N 阱OD: oxide definition 定义氧化层OM: optic microscope 光学显微镜OOC超出控制界线OOS超出规格界线Over Etch过蚀刻Over flow 溢出Overlay测量前层与本层之间曝光的准确度OX: SiO2二氧化硅P.R. Photo resisit 光阻P1: poly多晶硅PA; passivation 钝化层Pare nt lot 母批Particle含尘量/微尘粒子PE: 1. process engineer; 2. plasma enhance 1、工艺工程师 2、等离子体增强PH: photo黄光或微影Pilot实验的Plasma电浆Pod装晶舟与晶片的盒子Polymer聚合物POR Process of recordPP: p-doped plus(P+) P 型重掺杂PR: photo resist 光阻PVD物理气相淀积PW: p-doped well P 阱Queue time等待时间R/C: run card 运作卡Recipe程式Release 放行Resista nee 电阻Reticle 光罩RF射频RM: remove.消除Rotation 旋转RTA: rapid thermal anneal 迅速热退火RTP: rapid thermal process 迅速热处理SA: salicide硅化金属SAB: salicide block硅化金属阻止区SAC: sacrifice layer 牺牲层Scratch 刮伤Selectivity 选择比SEM: scanning electron microscope 扫描式电子显微镜Slot槽位Source-Head 离子源SPC制程统计管制Spin旋转Spin Dry 旋干Sputter 溅射SRO: Si rich oxide 富氧硅Stocker 仓储Stress内应力STRIP: 一种湿法刻蚀方式TEOS -(CH3CH2O)4Si四乙氧基硅烷/正硅酸四乙酯,常温下液态。
作LPCVD /PECVD生 长SiO2的原料又指用TEOS生长得到的SiO2层Ti钛TiN氮化钛TM: top metal顶层金属层TOR Tool of recordUnder Etch蚀刻不足USG: undoped 硅玻璃W (Tungsten)钨WEE周边曝光Yield良率FICD: Final CDDICD: Developme nt In specti on CD集成电路词条1.集成电路随着电子技术的发展及各种电器的普及,集成电路的应用越来越广,大到飞入太空的''神州五号",小到我 们身边的电子手表,里面都有我们下面将要说到的集成电路我们将各种电子元器件以相互联系的状态集成到半导体材料(主要是硅)或者绝缘体材料薄层片子上,再 用一个管壳将其封装起来,构成一个完整的、具有一定功能的电路或系统这种有一定功能的电路或系统 就是集成电路了就像人体由不同器官组成,各个器官各司其能而又相辅相成,少掉任何一部分都不能完 整地工作一样任何一个集成电路要工作就必须具有接收信号的输入端口、发送信号的输出端口以及对信 号进行处理的控制电路输入、输出(I/O)端口简单的说就是我们经常看到的插口或者插头,而控制电 路是看不到的,这是集成电路制造厂在净化间里制造出来的。
如果将集成电路按集成度高低分类,可以分为小规模(SSI)、中规模(MSI)、大规模(LSI)和超大规 模(VLSI)近年来出现的特大规模集成电路(UISI),以小于1um为最小的设计尺寸,这样将在每个 片子上有一千万到一亿个元件2•系统芯片(SOC)不知道大家有没有看过美国大片《终结者》,在看电影的时候,有没有想过,机器人为什么能够像人一样 分析各种问题,作出各种动作,好像他也有大脑,也有记忆一样其实他里面就是有个系统芯片(SOC) 在工作当然,那个是科幻片,科技还没有发展到那个水平但是SOC已成为集成电路设计学领域里的 一大热点在不久的未来,它就可以像''终结者〃一样进行工作了系统芯片是采用低于0.6um工艺尺寸的电路,包含一个或者多个微处理器(大脑),并且有相当容量的 存储器(用来记忆),在一块芯片上实现多种电路,能够自主地工作,这里的多种电路就是对信号进行操 作的各种电路,就像我们的手、脚,各有各的功能这种集成电路可以重复使用原来就已经设计好的功能 复杂的电路模块,这就给设计者节省了大量时间SOC技术被广泛认同的根本原因,并不在于它拥有什么非常特别的功能,而在于它可以在较短的时间内被 设计出来。
SOC的主要价值是可以有效地降低电子信息系统产品的开发成本,缩短产品的上市周期,增强 产品的市场竞争力3•集成电路设计对于设计这个词,大家肯定不会感到陌生在修建三峡水电站之前,我们首先要根据地理位置、水流缓 急等情况把它在电脑上设计出来制造集成电路同样也要根据所需要电路的功能把它在电脑上设计出来 集成电路设计简单的说就是设计硬件电路我们在做任何事情之前都会仔细地思考究竟怎么样才能更好地 完成这件事以达到我们预期的目的我们需要一个安排、一个思路设计集成电路时,设计者首先根据对 电路性能和功能的要求提出设计构思然后将这样一个构思逐步细化,利用电子设计自动化软件实现具有 这些性能和功能的集成电路假如我们现在需要一个火警电路,当室内的温度高于50°C就报警设计者将 按照我们的要求构思,在计算机上利用软件完成设计版图并模拟测试如果模拟测试成功,就可以说已经 实现了我们所要的电路集成电路设计一般可分为层次化设计和结构化设计层次化设计就是把复杂的系统简化,分为一层一层的, 这样有利于发现并纠正错误;结构化设计则是把复杂的系统分为可操作的几个部分,允许一个设计者只设 计其中一部分或更多,这样其他设计者就可以利用他已经设计好的部分,达到资源共享。
4.硅片制造我们知道许多电器中都有一些薄片,这些薄片在电器中发挥着重要的作用,它们都是以硅片为原材料制造 出来的硅片制造为芯片的生产提供了所需的硅片那么硅片又是怎样制造出来的呢?硅片是从大块的硅晶体上切割下来的,而这些大块的硅晶体是由普通硅沙拉制提炼而成的可能我们有这 样的经历,块糖在温度高的时候就会熔化,要是粘到手上就会拉出一条细丝,而当细丝拉到离那颗糖较远 的地方时就会变硬其实我们这儿制造硅片,首先就是利用这个原理,将普通的硅熔化,拉制出大块的硅 晶体然后将头部和尾部切掉,再用机械对其进行修整至合适直径这时看到的就是有合适直径和一定长 度的硅棒再把硅棒切成一片一片薄薄的圆片,圆片每一处的厚度必须是近似相等的,这是硅片制造 中比较关键的工作最后再通过腐蚀去除切割时残留的损伤这时候一片片完美的硅圆片就制造出来了5•硅单晶圆片我们制造一个芯片,需要先将普通的硅制造成硅单晶圆片,然后再通过一系列工艺步骤将硅单晶圆片制造 成芯片下面我们就来看一下什么是硅单晶圆片从材料上看,硅单晶圆片的主要材料是硅,而且是单晶硅;从形状上看,它是圆形片状的硅单晶圆片是 最常用的半导体材料,它是硅到芯片制造过程中的一个状态,是为了芯片生产而制造出来的集成电路原材 料。
它是在超净化间里通过各种工艺流程制造出来的圆形薄片,这样的薄片必须两面近似平行且足够平整 硅单晶圆片越大,同一圆片上生产的集成电路就越多,这样既可降低成本,又能提高成品率,但材料技术和 生产技术要求会更高如果按直径分类,硅单晶圆片可以分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格,近来又发展出12英寸甚 至更大规格最近国内最大的硅单晶圆片制造厂??中芯国际就准备在北京建设一条12英寸的晶圆生长线6.芯片制造随着科学技术的飞速发展,芯片的性能越来越高,而体积却越来越小我们在使用各种电子产品时无不叹 服现代科技所创造的奇迹而这样的奇迹,你知道是怎样被创造出来的吗?芯片是用地球上最普遍的元素硅制造出来的地球上呈矿石形态的砂子,在对它进行极不寻常的加工转变 之后,这种简单的元素就变成了用来制作集成电路芯片的硅片我们把电脑上设计出来的电路图用光照到金属薄膜上,制造出掩膜就象灯光从门缝透过来,在地上形成 光条,若光和金属薄膜能起作用而使金属薄膜在光照到的地方形成孔,那就在其表面有电路的地方形成了 孔,这样就制作好了掩膜我们再把刚制作好的掩膜盖在硅片上,当光通过掩膜照射,电路图就印制在 硅晶片上如果我们按照电路图使应该导电的地方连通,应该绝缘的地方断开,这样我们就在硅片上形成 了所需要的电路。
我们需要多个掩膜,形成上下多层连通的电路,那么就将原来的硅片制造成了芯片所 以我们说硅片是芯片制造的原材料,硅片制造是为芯片制造准备的7.EMS提起EMS,大家可能会想到邮政特快专递,但我们集成电路产业里面所说的EMS是指没有自己的品牌产 品,专门替品牌厂商生产的电子合约制造商,也称电子制造服务企业那么就让我们来看一下电子合约制 造商到底是干什么的所谓电子合约制造商,就是把别人的定单拿过来,替别人加工生产,就像是我们请钟点工回来打扫卫生、 做饭一样,他们必须按照我们的要求来做事EMS在各个方面,各个环节都有优势,从采购到生产、销售 甚至在设计方面都具有自己的特色因而它成了专门为品牌厂商生产商品的企业EMS的优势在于它的制 造成本低,反应速度快,有自己一定的设计能力和强大的物流渠道最近,一些国际知名的EMS电子制造商正在将他们的制造基地向中国全面转移他们的到来当然会冲击 国内做制造的企业但是对其他企业来说可能就是个好消息,因为这些EMS必须要依靠本地的供应商提 供零部件8•流片在观看了电影《摩登时代》后,我们可能经常想起卓别林钮螺丝的那个镜头大家知道影片中那种流水线 一样的生产就是生产线。
只是随着科学技术的发展,在现在的生产线上卓别林所演的角色已经被机器取代 了我们像流水线一样通过一系列工艺步骤制造芯片,这就是流片在芯片制造过程中一般有两段时间可以叫做流片在大规模生产芯片时,那流水线一样地生产就是其中之 一大家可能很早就已经知道了这个过程叫流片,但下面这种情况就不能尽说其详了我们在搞设计的时 候发现某个地方可以进行修改以取得更好的效果,但又怕这样的修改会给芯片带来意想不到的后果,如果 根据这样一个有问题的设计大规模地制造芯片,那么损失就会很大所以为了测试集成电路设计是否成功, 必须进行流片,即从一个电路图到一块芯片,检验每一个工艺步骤是否可行,检验电路是否具备我们所要 的性能和功能如果流片成功,就可以大规模地制造芯片;反之,我们就需要找出其中的原因,并进行相 应的优化设计9.多项目晶圆(MPW)随着制造工艺水平的提高,在生产线上制造芯片的费用不断上涨,一次0.6微米工艺的生产费用就要20-30 万元,而一次0.35微米工艺的生产费用则需要60-80万元如果设计中存在问题,那么制造出来的所有 芯片将全部报废为了降低成本,我们采用了多项目晶圆所谓多项目晶圆(简称MPW),就是将多种具有相同工艺的集成电路设计放在同一个硅圆片上、在同一生产 线上生产,生产出来后,每个设计项目可以得到数十片芯片样品,这一数量足够用于设计开发阶段的实验、 测试。
而实验费用就由所有参加多项目晶圆的项目按照各自所占的芯片面积分摊,极大地降低了实验成本 这就很象我们都想吃巧克力,但是我们没有必要每个人都去买一盒,可以只买来一盒分着吃,然后按照各 人吃了多少付钱多项目晶圆提高了设计效率,降低了开发成本,为设计人员提供了实践机会,并促进了集成电路设计成果 转化,对IC设计人才的培训,及新产品的开发研制均有相当的促进作用10•晶圆代工我们知道中芯国际和台积电是中国大陆知名的IT企业,他们所从事的工作都是晶圆代工那现在让我们来 了解一下什么是晶圆代工我们是熟悉加工坊的,它使用各种设备把客户送过去需要加工的小麦、水稻加 工成为需要的面粉、大米等这样就没有必要每个需要加工粮食的人都来建造加工坊我们现在的晶圆代 工厂就像是一个加工坊晶圆代工就是向专业的集成电路设计公司或电子厂商提供专门的制造服务这种 经营模式使得集成电路设计公司不需要自己承担造价昂贵的厂房,就能生产这就意味着,台积电等晶圆 代工商将庞大的建厂风险分摊到广大的客户群以及多样化的产品上,从而集中开发更先进的制造流程 随着半导体技术的发展,晶圆代工所需投资也越来越大,现在最普遍采用的8英寸生产线,投资建成一条 就需要10亿美元。
尽管如此,很多晶圆代工厂还是投进去很多资金、采购了很多设备这足以说明晶圆 代工将在不久的未来取得很大发展,占全球半导体产业的比重也将与日俱增11.SMT我们经常会看到电器里有块板子,上面有很多电子器件要是有机会看到板子的背面,你将看到正面器件 的脚都通过板子上的孔到背面来了现在出现了一种新兴技术,比我们刚才说的穿孔技术有更多优点SMT即表面贴装技术,是电子组装业中的一个新秀随着电子产品的小型化,占面积太大的穿孔技术将不 再适合,只能采用表面贴装技术它不需要在板上穿孔,而是直接贴在正面当然器件的脚就得短一点, 细一点SMT使电子组装变得越来越快速和简单,使电子产品的更新换代速度越来越快,价格也越来越低 这样厂方就会更乐意采用这种技术以低成本高产量生产出优质产品以满足顾客需求和加强市场竞争力SMT的组装密度高、电子产品体积和重量只有原来的十分之一左右一般采用SMT技术后,电子产品的 可靠性高,抗振能力强而且SMT易于实现自动化,能够提高生产效率,降低成本,这样就节省了大量的 能源、设备、人力和时间12•芯片封装我们在走进商场的时候,就会发现里面几乎每个商品都被包装过那么我们即将说到的封装和包装有什么 区别呢?封装就是安装半导体集成电路芯片用的外壳。
因为芯片必须与外界隔离,以防止空气中的杂质对芯片电路 的腐蚀而造成电路性能下降,所以封装是至关重要的封装后的芯片也更便于安装和运输封装的这些作 用和包装是基本相似的,但它又有独特之处封装不仅起着安放、固定、密封、保护芯片和增强电路性能 的作用,而且还是沟通芯片内部世界与外部电路的桥梁--芯片上的接点用导线连接到封装外壳的引脚上, 这些引脚又通过印制板上的导线与其他器件建立连接因此,封装对CPU和其他大规模集成电路都起着重 要的作用随着CPU和其他大规模电路的进步,集成电路的封装形式也将有相应的发展芯片的封装技术已经历了好几代的变迁,技术指标一代比一代先进,芯片面积与封装面积之比(衡量封装 技术水平的主要指标)越来越接近于1,适用频率越来越高,耐温性能也越来越好它还具有重量小,可 靠性高,使用方便等优点13. 芯片测试为了能在当今激烈的市场竞争中立于不败之地,电子产品的生产厂家就必需确保产品质量而为了保证产 品质量,在生产过程中就需要采用各类测试技术进行检测,以及时发现缺陷和故障并进行修复我们在使用某个芯片的时候,经常发现这样的现象,就是芯片的其中几个引脚没有用到我们甚至还会以 为这样子使用这个芯片是用错了。
其实这几个引脚是用来测试用的在芯片被制造出来之后,还要由芯片 测试工程师对芯片进行测试,看这些生产出来的芯片的性能是否符合要求、芯片的功能是否能够实现实 际上,我们这种测试方法只是接触式测试,芯片测试技术中还有非接触式测试随着线路板上元器件组装密度的提高,传统的电路接触式测试受到了极大的限制,而非接触式测试的应用 越来越普遍所谓非接触测试,主要就是利用光这种物质对制造过程中或者已经制造出来的芯片进行测试 这就好像一个人觉得腿痛,他就去医院进行一个X光透视,看看腿是不是出现骨折或者其他问题这种方 法不会收到元器件密度的影响,能够以很快的测试速度找出缺陷14. 覆晶封装技术我们都知道鸟笼是用竹棒把上下两块木板撑出一个空间,鸟就生活在这里面我们将要说到的覆晶封装和 鸟笼是有相似之处的下面我们就来看一下什么是覆晶封装技术我们通常把晶片经过一系列工艺后形成了电路结构的一面称作晶片的正面原先的封装技术是在衬底之上 的晶片的正面是一直朝上的,而覆晶技术是将晶片的正面反过来,在晶片(看作上面那块板)和衬底(看 作下面那块板)之间及电路的外围使用凸块(看作竹棒)连接,也就是说,由晶片、衬底、凸块形成了一 个空间,而电路结构(看作鸟)就在这个空间里面。
这样封装出来的芯片具有体积小、性能高、连线短等 优点随着半导体业的迅速发展,覆晶封装技术势必成为封装业的主流典型的覆晶封装结构是由凸块下面的冶 金层、焊点、金属垫层所构成,因此冶金层在元件作用时的消耗将严重影响到整个结构的可靠度和元件的 使用寿命15•凸块制程我们小时候经常玩橡皮泥,可能还这样子玩过,就是先把橡皮泥捏成一个头状,再在上面加上眼睛、鼻子、 耳朵等而我们长凸块就和刚刚说到的长眼睛、鼻子、耳朵差不多了晶圆制造完成后,在晶圆上进行长凸块制程在晶圆上生长凸块后,我们所看到的就像是一个平底锅,锅 的边沿就是凸块,而中间部分就是用来形成电路结构的按凸块的结构分,可以把它分为本体和球下冶金 层(UBM)两个部分就目前晶圆凸块制程而言,可分为印刷技术和电镀技术,两种技术各擅胜场就电镀技术而言,其优势是 能提供更好的线宽和凸块平面度,可提供较大的芯片面积,同时电镀凸块技术适合高铅制程的特性,可更 大幅度地提高芯片的可靠度,增加芯片的强度与运作效能而印刷技术的制作成本低廉较具有弹性,适用 于大量和小量的生产,但是制程控制不易,使得这种方法较少运用于生产凸块间距小于150pm的产品16. 晶圆级封装在一些古董展览会上,我们经常会看到这样的情形,即用一只玻璃罩罩在古董上。
为了空气不腐蚀古董, 还会采用一些方法使玻璃罩和下面的座垫之间密封下面我们借用这个例子来理解晶圆级封装晶圆级封装(WLP)就是在其上已经有某些电路微结构(好比古董)的晶片(好比座垫)与另一块经腐蚀带 有空腔的晶片(好比玻璃罩)用化学键结合在一起在这些电路微结构体的上面就形成了一个带有密闭空 腔的保护体(硅帽),可以避免器件在以后的工艺步骤中遭到损坏,也保证了晶片的清洁和结构体免受污 染这种方法使得微结构体处于真空或惰性气体环境中,因而能够提高器件的品质随着IC芯片的功能与高度集成的需求越来越大,目前半导体封装产业正向晶圆级封装方向发展它是一种 常用的提高硅片集成度的方法,具有降低测试和封装成本,降低引线电感,提高电容特性,改良散热通道, 降低贴装高度等优点17. 晶圆位阶的芯片级封装技术半导体封装技术在过去二十年间取得了长足的发展,预计在今后二十年里还会出现更加积极的增长和新一 轮的技术进步晶圆位阶的芯片级封装技术是最近出现的有很大积极意义的封装技术我们把芯片原来面积与封装后面积之比接近1: 1的理想情况的封装就叫做芯片级封装就像我们吃桔子, 总希望它的皮壳薄点晶圆位阶的芯片级封装技术就是晶圆位阶处理的芯片级封装技术。
它可以有效地提 高硅的集成度晶圆位阶处理就是在晶圆制造出来后,直接在晶圆上就进行各种处理,使相同面积的晶圆 可以容纳更多的经芯片级封装的芯片,从而提高硅的集成度同理,假如我们让人站到一间屋子里去,如 果在冬天可能只能站十个人,而在夏天衣服穿少了,那就可以站十一或者十二个人晶圆位阶的芯片级封装制程将在今后的几年里以很快的速度成长,这将会在手机等手提电子设备上体现出 来我们以后的手机肯定会有更多的功能,比如可以看电视等,但是它们可能比我们现在使用的更小,那 就用到了晶圆位阶的芯片级封装技术1.IC Specification订定规格:订定IC的规格,工作电压、电流,采用的制程等,并于架构设计时就必 须考虑其未来测试问题2.IC Design IC设计:依据所订的的规格来设计,于逻辑设计与线路计设时,须考虑可测试性设计及实 际产生其测试图样,供IC制作完成后之测试用3.IC Layout IC布局:将设计完成的电路,依据制造IC所需光罩的设计规则,完成实体布局4.Wafer Process晶圆制造:光罩完成后,进入晶圆制造5. Circuit Probe电路点测:利用探针点测芯片上的电路6. Package封装:依需求决定IC的包装,PIN脚数、封装材枓皆有不同。
7. Final Test成品测试:进行功能测试并区分等级8. Brun-in预烧测试:利用高温,加速可靠度不佳的IC,提早淘汰9.Sampling Test取样测试:品管人员,取样抽测,如有不良品由品保工程分析,并追踪制程上缺失1O.Shipment出货:正式上市贩卖。