半導体製造プロセスの理解:材料から最終製品まで
半導体は現代技術に遍在する要素です。導電能力で判断すると、これらデバイスは全導体と絶縁体の中間に位置します。コンピューター、ラジオ、電話、その他機器のデジタル回路部品として使用されます。
基板材料:シリコンが主流
半導体製造プロセスは基板材料から始まります。ゲルマニウム、砒化ガリウム、アンチモン化インジウム、リン化インジウム等インジウム化合物を含む十数種材料から製造可能。最も一般的基板はシリコンで、低製造コスト、シンプル加工、温度範囲優位性が理由です。
シリコンウェーハ製造:切断・選別・エッチング・研磨
シリコン例で説明すると、半導体製造はシリコンウェーハ生産から開始。ダイヤモンドチップ鋸でシリコンを円形ウェーハにスライス。厚み選別・損傷検査実施。片面を化学エッチングし鏡面研磨、全不純物・損傷除去。チップは平滑面上に構築されます。
フォトリソグラフィ:酸化膜・フォトレジスト・露光・現像
研磨面側に二酸化シリコンガラス層を形成。非導電層だがフォトリソグラフィ準備に寄与。フォトレジスト(感光性化学薬品)塗布後、レチクルとレンズマスク通し光照射で所望回路パターンをウェーハに転写。フォトレジストパターンを複数有機溶剤混合液で洗浄除去(アッシング)。結果として立体(3D)ウェーハ形成。ウェットケミカル・酸洗浄で汚染物・残留物除去。フォトリソグラフィ工程繰り返しで多層化可能。
ドーピング:導電率制御
層形成後、シリコンウェーハ領域を化学薬品曝露し導電率低下させる。ドーピング原子で元ウェーハ構造シリコン原子置換。特定領域へのドーピング原子注入量制御は困難。
金属配線層形成と最終テスト
半導体製造最終タスクはウェーハ全表面を薄い導電金属層(通常銅)でコート。金属層研磨で不要化学物質除去。半導体製造プロセス完了後、完成半導体は徹底テスト実施。
産業機器