揭秘十一道独门芯片工艺流程

众所周知，半导体（IC）芯片是在一颗晶片上，历经数道及其细微的加工程序制造出来的，而这个过程就叫做工艺流程（Process Flow）。下列我们就来简单介绍芯片生产工艺流程：

芯片工艺流程目录：

一、  半导体晶圆工序前半部分，在硅基板上制造出晶体管等部件：

1、元件隔离、2、井道形成、3、栅极氧化及闸形成、4、LDD形成、5、侧壁间隔、6、源极与漏极、7、硅化物、8、介质膜、9、接触孔

二、半导体晶元制造工序的后半部分，将在生产线前道工序（FEOL）制造的各部件与金属材料连接布线，以形成电路（芯易网注）：

10、金属—1、11、金属—2

1、  元件隔离：

为保证每个在硅晶片的表面附近的晶体管能独立运行，要隔离晶体管的形成区域，以便阻止晶体管之间的相互干扰。

2、  井道形成：

在晶体管区域内掺入不同浓度、剂量的杂质，用来制作不同电压特征的晶体管。具体做法是给不同的晶体管区域，注入适量浓度的杂质（（n型MOS：p井，n沟道；p型MOS: n井，p沟道）；然后提取p型MOS晶体管和n型MOS晶体管。

3、  栅极氧化及闸形成：

栅极氧化及闸形成是决定晶体管性能的关键工序，由于栅极氧化和闸形成的尺寸会影响晶体管的性能，所以需要在晶片表面均匀布上高密度的薄膜。再对光刻胶形成以及栅极蚀刻对尺寸进行严格的管理，利用CVD法来沉积多晶硅，形成栅电极。

4、  LDD形成：

LDD（轻掺杂漏，Lightly DopedDrain）也被成为扩展，是为了避免微型化后，晶体管带来操作不利的影响（如速度变慢等）。p型LDD：在p型MOS的区域内加入p型杂质（如硼等）；n型LDD：在n型MOS的区域内加入n型杂质（如磷、砷等）。

5、  侧壁间隔：

侧壁间隔是对上述LDD、栅极和下面将提到的源极、漏极的硅化，起到承上启下的作用。所以需要栅极的两端（水平方面）的壁部形成氧化膜。侧壁蚀刻是在氧化膜上实施异向性（垂直方向）的蚀刻，使得氧化膜仅残留在栅极的侧壁；侧壁氧化膜则是在整个晶片表面形成氧化膜。

6、  源极与漏极：

通常情况下，p型MOS领域会形成源极，n型MOS领域内会形成漏极，由于晶体管形状相同、水平也对称，所以决定电源连接方向的是源极与漏极。n型源极与漏极的加工方法：n型MOS区域内掺入n型杂质（如磷，砷等）；p型源极与漏极的加工方法：p型MOS区域内掺入p型杂质（如硼等）。

7、  硅化物：

将MOS的栅极（多晶硅）、源极、漏极（硅），与金属的化合物一起硅化之后，MOS的三个电极滋生的电阻就会降低，对金属布线层的电阻也随之降低。硅化是通过自对准硅化（化学蚀刻），选择性地去除钴薄膜。

8、  介质膜：

为使晶体表面凹凸不平的部分变得平坦，必须对介质膜进行抛光（介质膜抛光）；再通过CVD法形成厚的硅氧化膜（介质膜沉淀）；这是连接晶体管等元件的布线流程。

9、  接触孔：

接下来是对介质膜进行开孔（接触孔）并填充W（钨），这是为了将栅极、源极、漏极等三个电极透过介质膜上的金属层连接在一起。插件钨填充：填充接触钨；并对插件钨和晶体管的介质膜进行抛光，把多余的钨去除，使钨只存放在接触孔的内部。

10、金属—1:

晶体管形成介质膜后，挖沟槽填充铜（Cu），这就被称为single damascene（单镶嵌）。金属—1铜（Cu）填充指的是用电镀的方法向沟槽内填充铜（Cu）；金属—1铜（Cu）抛光指的是在介质膜表面抛光，去除表面的铜（Cu），让铜（Cu）只存放在沟槽内部。

11、金属—2:

在形成介质膜的晶体管上挖沟槽，填充铜（Cu），通过同时向孔和沟槽填充铜（Cu）的方式叫dual damascene（双镶嵌）。金属—2铜（Cu）填充指的是用电镀的方法向沟槽内填充铜（Cu）；金属—2铜（Cu）抛光指的是在介质膜表面抛光，去除表面的铜（Cu），让铜（Cu）只存放在沟槽内部。