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　　【Integrated Circuit：IC】是通过一系列特定的平面制造工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连关系，“集成”在一块半导体单晶片上，并封装在一个保护外壳内，能执行特定的功能复杂电子系统。

　　半导体平面工艺技术已广泛应用于现今的集成电路(IC)工艺，其中几个主要步骤包括：

　　高品质二氧化硅的成功开发，是推动硅(Si)集成电路成为商用产品主流的一大动力。二氧化硅可作为许多器件结构的绝缘体，或在器件制作过程中作为扩散或离子注入的阻挡层。

　　下图 (a)显示一无覆盖层的硅晶片，正准备进行氧化步骤。在氧化步骤结束后，一层二氧化硅就会均匀地形成在晶片表面。为简化讨论，下图(b)只显示被氧化晶片的上表层。

　　光刻机的新闻已经深入到半导体的方方面面了。现在就让我们来了解一下半导体的光刻工艺。光刻技术最早于1958年开始应用，并实现了平面晶体管的制作。光刻是IC制程中最重要的模块，是集成电路中关键的工艺技术最早的构想来源于印刷技术中的照相制版。

　　光刻的过程是在硅片表面匀胶，然后将掩模版上的图形转移到光刻胶上的过程，是将器件或电路结构临时“复制”到硅片上的过程。

　　半导体硅片在进行光刻之前有一系列清洗、涂光刻胶等过程，光刻后还有显影、清洗等工艺，将光刻工艺进行细化，来深入了解光刻工艺：

　　在硅片进行光刻前，第一步需对硅片进行清洗，去除硅片上的沾污，去除微粒，减少针孔和其他缺陷，提高光刻胶黏附性。

　　硅片的清洗过程和日常的洗碗一样，泡进清洗溶液，沥干，然后在将表面的溶液烘干。

　　硅片在清洗后将表面吸附水烘干，去除硅片表面的水份提高光刻胶与表面的黏附性，通常烘烤温度在100°C。

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　　硅片烘干和前处理可防止显影时光刻胶脱离硅片表面，烘干后的硅片在冷却平板上冷却。

　　硅片匀胶的过程是将硅片吸附在真空卡盘上，然后液态的光刻胶滴在硅片的中心，卡盘旋转，离心力的作用下光刻胶扩散开，卡盘高速旋转，光刻胶均匀地覆盖硅片表面。

　　需要提一下的是，光刻胶可以分为正胶和负胶。如果将光刻比喻成在一块石碑上刻文字的话，文字可以阳刻，也可以阴刻。光刻胶的正胶和负胶就是这个功能。

　　在硅片涂胶后，光刻胶扩散到硅片的边缘和背面，在机械搬送过程中光刻胶可能回剥落成为微粒。

　　下图是不同的烘烤设备对硅片的烘烤，不论设备结构如何变，用途都是一样，像烤红薯一样将硅片和光刻胶烘干。

　　光刻过程是使用UV光源，通过一有图案的掩模版对晶片进行曝光，下图(d)。

　　被光刻胶覆盖的晶片在其曝光区域将依据光刻胶的型态进行化学反应，而被暴露在光线中的光刻胶会进行聚合反应(polymerized)，且在刻蚀剂中不易去除。聚合物区域在晶片放进显影剂(developer)后仍然存在，而未被曝光区域(在不透明掩模版区域之下)会溶解并被洗去。

　　光刻后的显影工序是使用显影液溶解部分光刻胶，正胶显影液通常使用弱碱性的溶剂，最常用的是四甲基氢铵，将掩膜上的图形转移到光刻胶上。

　　下图 (a)显示显影后的晶片。再次将晶片于120℃～180℃之间烘烤20min，以加强对衬底的附着力和即将进行的刻蚀步骤的抗蚀能力。然后，使用缓冲氢氟酸作酸刻蚀液来移除没有被光刻胶保护的二氧化硅表面[图(b)]。最后，使用化学溶剂或等离子体氧化系统剥离(stripped)光刻胶。下图(c)显示光刻步骤之后，没有氧化层区域(一个窗户)的最终结果。

　　在扩散中，没有被二氧化硅保护的半导体表面暴露在高浓度杂质中。杂质利用固态扩散的方式，进入半导体晶格。在离子注入中，将欲掺杂的杂质离子加速到一高能级，然后注入半导体内。二氧化硅可作为阻挡杂质扩散或离子注入的阻挡层。在扩散或离子注入步骤之后，p‒n结已经形成，如下图所示。由于被掺杂的离子存在横向扩散 (lateral straggle)，p型区域会比所开的窗户稍微宽些。

　　在掺杂步骤之后，欧姆接触(ohmic contact)和连线(interconnect)在接着的金属化步骤完成，下图(e)。金属薄膜可以用PVD或CVD 来形成。再次用光刻步骤来定义正面接触点(front‒contact)，如下图(f)所示。用一相似的金属化步骤定义背面接触点，此时不需光刻工艺。一般用低温(≤500ºC)的退火(annealing)步骤来促进金属层和半导体之间的低电阻接触。

　　随着金属化的完成，p‒n结已经可以工作了。在完成上述工艺后，就完成了一个半导体的P-N结，再通过上述工艺完成金氧半场效应晶体管(MOSFET)等器件，一个简单的半导体器件就可以工作了！