半導體行業之晶圓制造與封裝概述（四）

基本的十步圖案過程

有許多單獨的模式處理步驟，這些處理步驟標識了器件的數量、器件的具體結構，器件中堆疊層的組合方式，并且可以在物理尺寸的層面上繼續縮小。然而，在下所示的結構當中，詳細介紹了一個基本的十步模式過程。關于這個工藝的具體細節和演變過程我們將會在后續的章節當中非常深入的加以討論。

摻雜過程

摻雜過程就是將特定數量的具有電活性特性的摻雜劑放入進晶圓片表面的過程，這個過程通常會通過在材料表層的開窗的位置來具體實現(如下圖中所示)。這兩種技術可以稱之為離子注入技術和熱擴散技術，具體的實現過程我們將會在后續的章節當中詳細介紹。

熱擴散是一種較老的摻雜過程，使用的是非常經典的化學過程，當晶圓片被加熱到1000°C附近并暴露于蒸汽時，然后放置適當的摻雜劑就可以實現。擴散的一個常見例子是除臭劑的擴散過程，氣體蒸汽從加壓罐中釋放后，自然會擴散進入房間。同樣的道理，摻雜原子水蒸氣通過一定的化學過程進入到暴露的晶片表面，然后擴散在晶圓片表面形成薄層。在微芯片應用中，擴散也被稱為固態擴散，因為晶圓材料是固體而得名。擴散摻雜是一種化學過程。摻雜劑的擴散運動主要是受物理定律支配。

離子注入摻雜是一個物理過程。晶圓片裝載在一端，另一端加入注入劑和摻雜源(通常為氣體形式)。在源端，摻雜原子被電離(賦予電荷)，然后加速到高速，掃過晶圓表面。原子的動量攜帶著它們進入晶圓表面，就像炮彈從大炮中射出，嵌在墻上一樣。

摻雜操作的目的是在晶圓片表面形成口袋(如下圖所示)，要么富含電子(n型)，要么富含電空穴(P型)。這些口袋形成了電活性區域和所需的N-P結用于電路中晶體管、二極管、電容器和電阻器的制備過程。

熱處理

熱處理是對晶圓片進行加熱和冷卻的操作，并且可以取得特定結果(如下圖所示)。在熱處理操作中(見下圖)，我們可以從晶圓片中添加或除去額外的材料。然而,在晶圓片上或在晶圓片中會有一定的污染物的引入。

離子注入過程之后還要進行一個重要的過程，這就是熱處理過程。在植入摻雜原子過程當中，會在晶圓的表面造成一些破壞點，它們在經過1000°C左右的熱處理之后晶體結構就可以被修復，這一個重要的過程被稱為退火過程。另一種熱處理的方式一般放置在金屬導電條紋形成之后再進行。這些條紋在電路中的設備之間傳輸電流。

為了確保好的導電性能，金屬經熱處理后融化到晶圓片表面，這個操作一般需要在450°C的溫度下進行。第三個重要的熱處理是晶圓片的加熱過程，在這個過程當中會用光刻膠層來去除印制準確圖案的溶劑。

審核編輯：劉清