半导体设备泛指用于生产各类半导体产品所需的生产设备,属于半导体行业产业链的关键支撑环节。半导体设备是半导体产业的技术先导者,芯片设计、晶圆制造和封装测试等需在设备技术允许的范围内设计和制造,设备的技术进步又反过来推动半导体产业的发展。以半导体产业链中技术难度较高、附加值较大、工艺较为复杂的集成电路为例,应用于集成电路领域的设备通常可分为前道工艺设备(晶圆制造)和后道工艺设备(封装测试)两大类。其中的前道晶圆制造中的七大步骤分别为氧化/扩散,光刻,刻蚀,清洗,离子注入,薄膜生长,抛光。每个步骤用到的半导体设备具体如下:晶片的制造和测试被称为前道工序,而芯片的封装、测试和成品入库则是所谓的后道工序。山东医疗器械半导体器件加工实验室
半导体行业技术高、进步快,一代产品需要一代工艺,而一代工艺需要一代设备。半导体工艺设备为半导体大规模制造提供制造基础。很多半导体器件,如光碟机(CD、VCD和DVD)和光纤通信中用的半导体激光器,雷达或卫星通信设备中的微波集成电路,甚至许多普通的微电子集成电路,都有相当部分的制作工序是在真空容器中进行的。真空程度越高,制作出来的半导体器件的性能也就越好。现在,很多高性能的半导体器件都是在超高真空环境中制作出来的。广东省科学院半导体研究所。山东医疗器械半导体器件加工实验室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。
在MEMS制程中,刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法,在光刻的基础上有选择地进行图形的转移。刻蚀技术主要分为干法刻蚀与湿法刻蚀。干法刻蚀主要利用反应气体与等离子体进行刻蚀;以FATRIUTC为例,在MEMS制造中的ICP刻蚀机主要用来刻蚀Si、Si3N4、SiO2等。湿法刻蚀主要利用化学试剂与被刻蚀材料发生化学反应进行刻蚀;以FATRIUTC的MEMS制程为例,在湿法槽进行湿法刻蚀的对象有SiO2、Si3N4、金属、光刻胶等,晶圆作业中的清洗步骤也需在湿法槽中进行。
氮化镓是一种相对较新的宽带隙半导体材料,具有更好的开关性能;特别是与现有的硅器件相比,具有更低的输入和输出电容以及零反向恢复电荷,可明显降低功耗。氮化镓是一种无机物,化学式GaN,是氮和镓的化合物,是一种直接能隙的半导体,自1990年起常用在发光二极管中。此化合物结构类似纤锌矿,硬度很高。氮化镓的能隙很宽,为3.4电子伏特,可以用在高功率、高速的光电元件中,例如氮化镓可以用在紫光的激光二极管,可以在不使用非线性半导体泵浦固体激光器的条件下,产生紫光(405nm)激光。在MOS场效应管的制作工艺中,多晶硅是作为电极材料(栅极)用的,用多晶硅构成电阻的结构。
与采用其他半导体技术工艺的晶体管相比,氮化镓晶体管的一个主要优势是其工作电压和电流是其他晶体管的数倍。但是,这些优势也带来了特殊的可靠性挑战。其中挑战之一就是因为栅极和电子沟道之间通常使用的氮化铝镓。氮化铝和氮化镓的晶格常数不同。当氮化铝在氮化镓上生长时,其晶格常数被迫与氮化镓相同,从而形成应变。氮化铝镓势垒层的铝含量越高,晶格常数之间的不匹配越高,因此应变也越高。然后,氮化镓的压电通过反压电效应,在系统内产生更大应变。如果氮化镓的压电属性产生电场,则反压电效应意味着一个电场总会产生机械应变。这种压电应变增加了氮化铝镓势垒层的晶格不匹配应变。热处理的第三种用途是通过加热在晶圆表面的光刻胶将溶剂蒸发掉,从而得到精确的图形。山东医疗器械半导体器件加工实验室
蚀刻是芯片生产过程中重要操作,也是芯片工业中的重头技术。山东医疗器械半导体器件加工实验室
刻蚀,英文为Etch,它是半导体制造工艺,微电子IC制造工艺以及微纳制造工艺中的一种相当重要的步骤,是与光刻相联系的图形化处理的一种主要工艺。所谓刻蚀,实际上狭义理解就是光刻腐蚀,先通过光刻将光刻胶进行光刻曝光处理,然后通过其它方式实现腐蚀处理掉所需除去的部分。刻蚀是用化学或物理方法有选择地从硅片表面去除不需要的材料的过程,其基本目标是在涂胶的硅片上正确地复制掩模图形。随着微制造工艺的发展,广义上来讲,刻蚀成了通过溶液、反应离子或其它机械方式来剥离、去除材料的一种统称,成为微加工制造的一种普适叫法。山东医疗器械半导体器件加工实验室