半导体行业之晶圆制造与封装概述（四）

基本的十步图案过程

有许多单独的模式处理步骤，这些处理步骤标识了器件的数量、器件的具体结构，器件中堆叠层的组合方式，并且可以在物理尺寸的层面上继续缩小。然而，在下所示的结构当中，详细介绍了一个基本的十步模式过程。关于这个工艺的具体细节和演变过程我们将会在后续的章节当中非常深入的加以讨论。

掺杂过程

掺杂过程就是将特定数量的具有电活性特性的掺杂剂放入进晶圆片表面的过程，这个过程通常会通过在材料表层的开窗的位置来具体实现(如下图中所示)。这两种技术可以称之为离子注入技术和热扩散技术，具体的实现过程我们将会在后续的章节当中详细介绍。

热扩散是一种较老的掺杂过程，使用的是非常经典的化学过程，当晶圆片被加热到1000°C附近并暴露于蒸汽时，然后放置适当的掺杂剂就可以实现。扩散的一个常见例子是除臭剂的扩散过程，气体蒸汽从加压罐中释放后，自然会扩散进入房间。同样的道理，掺杂原子水蒸气通过一定的化学过程进入到暴露的晶片表面，然后扩散在晶圆片表面形成薄层。在微芯片应用中，扩散也被称为固态扩散，因为晶圆材料是固体而得名。扩散掺杂是一种化学过程。掺杂剂的扩散运动主要是受物理定律支配。

离子注入掺杂是一个物理过程。晶圆片装载在一端，另一端加入注入剂和掺杂源(通常为气体形式)。在源端，掺杂原子被电离(赋予电荷)，然后加速到高速，扫过晶圆表面。原子的动量携带着它们进入晶圆表面，就像炮弹从大炮中射出，嵌在墙上一样。

掺杂操作的目的是在晶圆片表面形成口袋(如下图所示)，要么富含电子(n型)，要么富含电空穴(P型)。这些口袋形成了电活性区域和所需的N-P结用于电路中晶体管、二极管、电容器和电阻器的制备过程。

热处理

热处理是对晶圆片进行加热和冷却的操作，并且可以取得特定结果(如下图所示)。在热处理操作中(见下图)，我们可以从晶圆片中添加或除去额外的材料。然而,在晶圆片上或在晶圆片中会有一定的污染物的引入。

离子注入过程之后还要进行一个重要的过程，这就是热处理过程。在植入掺杂原子过程当中，会在晶圆的表面造成一些破坏点，它们在经过1000°C左右的热处理之后晶体结构就可以被修复，这一个重要的过程被称为退火过程。另一种热处理的方式一般放置在金属导电条纹形成之后再进行。这些条纹在电路中的设备之间传输电流。

为了确保好的导电性能，金属经热处理后融化到晶圆片表面，这个操作一般需要在450°C的温度下进行。第三个重要的热处理是晶圆片的加热过程，在这个过程当中会用光刻胶层来去除印制准确图案的溶剂。

审核编辑：刘清