北京微透鏡半導體器件加工方案

微機電系統是微電路和微機械按功能要求在芯片上的集成，尺寸通常在毫米或微米級，自八十年代中后期崛起以來發展極其迅速，被認為是繼微電子之后又一個對國民經濟和軍務具有重大影響的技術領域，將成為21世紀新的國民經濟增長點和提高軍務能力的重要技術途徑。微機電系統的優點是：體積小、重量輕、功耗低、耐用性好、價格低廉、性能穩定等。微機電系統的出現和發展是科學創新思維的結果，使微觀尺度制造技術的演進與**。微機電系統是當前交叉學科的重要研究領域，涉及電子工程、材料工程、機械工程、信息工程等多項科學技術工程，將是未來國民經濟和軍務科研領域的新增長點。半導體硅片行業屬于技術密集型行業、資金密集型行業，行業進入壁壘極高。北京微透鏡半導體器件加工方案

半導體器件生產工藝流程主要有4個部分，即晶圓制造、晶圓測試、芯片封裝和封裝后測試。晶圓制造是指在硅晶圓上制作電路與電子元件如電晶體、電容體、邏輯閘等，整個流程工藝復雜，主要有晶圓清洗，熱氧化，光刻（涂膠、曝光、顯影），蝕刻，離子注入，擴散，沉積和機械研磨等步驟，來完成晶圓上電路的加工與制作。晶圓測試是指對加工后的晶圓進行晶片運收測試其電氣特性。目的是監控前道工藝良率，降低生產成本。芯片封裝是利用陶瓷或者塑料封裝晶粒及配線形成集成電路；起到固定，密封和保護電路的作用。封裝后測試則是對封裝好的芯片進行性能測試，以保證器件封裝后的質量和性能。北京微透鏡半導體器件加工方案晶圓企業常用的是直拉法。

表面硅MEMS加工工藝主要是以不同方法在襯底表面加工不同的薄膜，并根據需要事先在薄膜下面已確定的區域中生長分離層。這些都需要制膜工藝來完成。制膜的方法有很多，如蒸鍍、濺射等物理的氣相淀積法（PVD）、化學氣相淀積法（CVD）以及外延和氧化等。其中CVD是微電子加工技術中較常用的薄膜制作技術之一，它是在受控氣相條件下，通過氣體在加熱基板上反應或分解使其生成物淀積到基板上形成薄膜。CVD技術可以分為常壓（APCVD）、低壓（LPCVD）、等離子體增強（PECVD）等不同技術。采用CVD所能制作的膜有多晶硅、單晶硅、非晶硅等半導體薄膜，氧化硅、氮化硅等絕緣體介質膜，以及高分子膜和金屬膜等。由于在表面硅MEMS加工技術中較常用到的是多晶硅、氧化硅、氮化硅薄膜，而它們通常采用LPCVD或PECVD來制作。

熱處理是簡單地將晶圓加熱和冷卻來達到特定結果的工藝。在熱處理的過程中，晶圓上沒有增加或減去任何物質，另外會有一些污染物和水汽從晶圓上蒸發。在離子注入工藝后會有一步重要的熱處理。摻雜原子的注入所造成的晶圓損傷會被熱處理修復，這稱為退火，溫度一般在1000℃左右。另外，金屬導線在晶圓上制成后會有一步熱處理。這些導線在電路的各個器件之間承載電流。為了確保良好的導電性，金屬會在450℃熱處理后與晶圓表面緊密熔合。熱處理的第三種用途是通過加熱在晶圓表面的光刻膠將溶劑蒸發掉，從而得到精確的圖形。單晶硅片是單晶硅棒經由一系列工藝切割而成的。

半導體器件的生產，除需要超凈的環境外，有些工序還必須在真空中進行。在我們生活的大氣環境中，充滿了大量的氮氣、氧氣和其他各種氣體分子，這些氣體分子時時刻刻都在運動著。當這些氣體分子運動到物體的表面時，就會有一部分黏附在該物體的表面。這在日常生活中，不會產生多大的影響。但在對周圍環境要求極高的半導體器件的生產工序中，這些細微的變化就會給生產帶來各種麻煩。每一半導體器件都包含著許多層各種各樣的材料，如果在這些不同的材料層之間混入氣體分子，就會破壞器件的電學或光學性能。比如，當希望在晶體層上再生長一層晶體時(稱為外延），底層晶體表面吸附的氣體分子，會阻礙上面的原子按照晶格結構進行有序排列，結果在外延層中引入大量缺陷，嚴重時，甚至長不出晶體，而只能得到原子排列雜亂無章的多晶或非晶體。廣義上的MEMS制造工藝，方式十分豐富，幾乎涉及了各種現代加工技術。廣東物聯網半導體器件加工實驗室

將多晶硅和摻雜劑放入單晶爐內的石英坩堝中，將溫度升高至1420℃以上，得到熔融狀態的多晶硅。北京微透鏡半導體器件加工方案

二極管的主要原理就是利用PN結的單向導電性，在PN結上加上引線和封裝就成了一個二極管。晶體二極管為一個由P型半導體和N型半導體形成的PN結，在其界面處兩側形成空間電荷層，并建有自建電場。當不存在外加電壓時，由于PN結兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態。當外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓范圍內與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流。當外加的反向電壓高到一定程度時，PN結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產生載流子的倍增過程，產生大量電子空穴對，產生了數值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現象。PN結的反向擊穿有齊納擊穿和雪崩擊穿之分。北京微透鏡半導體器件加工方案

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