阳极键合
阳极键合是一种无需引入中间层即可将玻璃与硅或金属封接的晶圆键合工艺。电子学与微流控领域常采用阳极键合将玻璃封接至硅晶圓。阳极键合也称场辅助键合或静电封接，主要依靠电场连接硅/玻璃以及金属/玻璃。阳极键合要求晶圆表面平整洁净，且键合衬底在足够强的静电场作用下达到原子级接触。此外必须使用含有高浓度碱金属离子的硼硅酸盐玻璃。所用玻璃的热膨胀系数（CTE）需与键合对象的相近。 玻璃晶圆阳极键合的工作温度通常为250-400 °C，溅射玻璃键合温…
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技术节点
技术节点（technology note）是半导体技术中定义制造工艺世代的里程碑，主要指代通过光刻技术能够制造的最小特征尺寸。 该术语本身非常抽象，仅粗略描述行业的技术进步。在同一技术节点下，不同制造商使用的技术存在差异。即使是同一整合元件製造廠（尤其是代工厂，即Foundry），其不同产品采用的技术也不尽相同。此外，该术语与微结构晶体管的栅极长度没有固定关联。随着微电子学及后来的纳电子学的发展，许多其他元器件的尺寸也大幅缩小。 自19…
分辨率增强技术
分辨率增强技术（，简称RET）指半导体技术中用以突破瑞利判据物理限制、制造更小特征尺寸的一系列技术方法。例如，该技术通过优化集成电路（IC或“芯片”）光刻工艺中所用的光刻掩模版，从而补偿投影系统光学角分辨率的局限。现代工艺借助该技术，能利用193 nm的深紫外光制造出7 nm级别的微观图形，已远超常规光刻的分辨率极限。 背景 集成电路制造是一个包含光刻等多步工序的复杂过程。制造始于将设计的电路分解为多个加工步骤（即工艺层）。这需要在硅晶…
剥离工艺
剥离工艺（lift-off technique）是半导体技术与微系统技术中用于制造（通常为金属）微结构的一种工艺序列。其第一步是在诸如晶圓等基底（Substrate）表面生成结构化的薄层。在此结构化的牺牲层上全貌沉积目标材料。随后通过进一步的工艺步骤移除牺牲层上的目标材料区域，剩余结构即构成所需的微结构。剥离工艺可制造的结构尺寸从数十纳米到厘米量级，典型结构尺寸处于微米范围。该工艺应用于制造集成电路（IC）和微系统的布线层或接触面等。与…
硅栅技术
硅栅技术（，簡稱SGT），又称硅栅工艺（silicon-gate (MOS) process），是基于绝缘栅场效应晶体管（IGFET）制造集成电路（IC）的一种工艺变体。在此工艺中，栅电极由高掺杂的多晶硅（Poly-Si）制成，取代了此前常用的铝。 随着技术的进一步演进（尤其是CMOS技术），硅栅技术成为微电子产品的主导制造技术。然而，在高性能处理器领域，该技术在2000年代中期被重新采用金属栅电极的高k金属栅极技术取代。尽管如此，硅栅…
国际半导体技术路线图
國際半導體技術路線圖（，縮寫為 ITRS），是由世界上五個主要的半導體製造國家的相關協會所資助的組織，包括台灣、韓國、日本、美國和歐洲的半導體行業協會。 許多半導體產業專家組成工作小組每年進行數次討論，並提出一些報告與文檔，以期積體電路與其應用的相關產業能更有成本效益的健全發展。 該路線圖文件含有免責聲明：「ITRS的設計僅用於技術評估，並不考慮與單個產品或設備有關的任何商業應用」。 這些文件代表了以下技術領域對未來約15年的研究方向和…
高k金属栅极技术
高k金属栅极技术（HKMG技术）是半导体技术中现代集成电路（IC）内金属绝缘体半导体场效应晶体管（MISFET）的一种特殊结构。该技术的特点是使用相对电容率高于二氧化硅的材料（即高k材料）作为绝缘层，并采用金属栅极（）。 背景 自20世纪70年代末以来，微电子元器件不断微缩，特征尺寸从几微米缩小至2003年的仅90 nm。这种微缩是提高集成电路集成度（单位面积元器件数量）的必由之路。 到了21世纪00年代中期，这种微缩遇到了瓶颈。因为特…
微系统技术
微系统技术（micro system technology，MST），是微技术的一个分支，涉及微系统的教学、研究開發以及制造。其中包括将微机械或元件与微电子电路组合并整合在一个复杂的系统中。 另一个分支是，其主要研究在微结构设备中发生的物理或化学过程。 通过微系统技术或微技术制造的部件或设备也被称为微系统或微机电系统（MEMS）。 工艺 在微系统中，传感器、执行器与数据处理系统协同工作。因此，制造复杂的微系统需要结合不同微技术领域的工艺…
等离子体活化键合
等离子体活化键合（Plasma-activated bonding）是直接键合技术的一种变体，旨在降低具有親水表面的工艺温度。降低直接键合温度的主要需求源于低熔点材料的使用，以及具有不同热膨胀系数（CTE）材料的异质集成。 键合前的表面活化具有典型优势，即无需中间层，且在低于400 °C的温度下进行退火后即可获得足够高的键合能。 概述 温度的降低基于利用等离子体活化增强洁净晶圓表面的键合强度。此外，这种强度的提升归因于Si-OH基团数量…
直接键合
直接键合（direct bonding）或称熔合键合（fusion bonding），是一种无需任何额外中间层的晶圆键合工艺。该工艺基于两种材料表面之间的化学键合，需满足多种严格的表面要求。这些要求规定晶圆表面必须足够洁净、平整且光滑，否则会导致未键合区域（即所谓“空洞”或界面气泡）的产生。 晶圆直连工艺的步骤通常分为： 晶圆预处理； 室温预键合； 高温退火。 尽管直接键合技术能够处理几乎所有材料，但截至目前，硅仍是最成熟的应用材料。因…
深宽比
在过程工程中，深宽比（aspect ratio）是指结构的深度或高度与其（最小）横向尺寸的比值。通常而言：深宽比越大且结构的绝对尺寸越小，制造难度就越高。深宽比在微技术中具有特殊的重要性。 例如： 若使用6毫米的钻头钻出60毫米深的孔，则该孔的深宽比为10。 若通过蚀刻工艺在硅晶圓中制造出宽度为40微米、长度任意且深度为100微米的沟槽，则该沟槽的深宽比为2.5。这种大于1的深宽比需要使用各向异性结构化方法，例如反应离子刻蚀（RIE）。…
晶圆键合表征
晶圆键合表征指评估两块半导体晶圓之间键合质量和强度的过程。键合表征基于不同的方法和测试。成功、无缺陷的键合晶圆高度重要。这些缺陷可由界面处因不平整或雜質导致。键合连接用于晶圆键合工艺开发或已制晶圆与传感器的质量评估。 概述 晶圆键合通常通过三个重要的封装参数来表征：键合强度、封装的气密性和键合诱发的应力。 键合强度可用双悬臂梁（DCB）或菱形缺口（chevron）/微菱形（micro-chevron）测试评估。其他的拉拔测试、爆破、直接…
关键尺寸
在半导体与微系统技术领域，关键尺寸（critical dimension，简称CD）是指由电路设计人员或工艺工程师在测试结构中定义的一个或多个尺寸参数。通过系统评估这些参数，可以判定某一工艺步骤的制造质量。常见的关键尺寸包括线宽或接触孔直径。与控制套刻误差一样，控制关键尺寸是微电子产品制造过程中最重要的环节之一。 测量 关键尺寸的测量方法多种多样，具体选择取决于特征尺寸以及预期的测量成本与复杂度。在微电子技术发展初期，典型特征尺寸大多达…
缺陷 (半导体技术)
在半导体技术中，缺陷（Defekte）通常指半导体产品制造过程中出现的各种非预期局部错误。这些缺陷通常会降低产品质量与可靠性，甚至导致功能完全失效。缺陷通常以缺陷密度（Defektdichte）D来表示，即单位面积内的缺陷数量，或单层光刻掩模版上的缺陷密度。 类型、成因与影响 半导体产品制造中出现的缺陷，其种类、成因及影响均十分复杂。从各类微粒、衬底或外延层中的晶体缺陷，到光刻或刻蚀工艺中的加工失误，不一而足。缺陷可能源于环境（例如灰尘…
局部硅氧化
局部硅氧化（LOCOS，英文LOCal Oxidation of Silicon的缩写），是一种用于将半导体器件（例如晶体管）电气隔离的微加工工艺，在硅片的选定区域进行掩膜处理，即覆盖结构化保护层，然后将暴露的硅在高温、富氧气氛下局部浅层氧化，形成一层二氧化硅构成的电隔离区。该技术用于将MOSFET彼此绝缘并限制晶体管串扰。其主要目标是创建一种穿透硅片表面的氧化硅绝缘结构，使得Si-SiO2界面低于硅表面其他部分。 在半导体技术中，LO…
表面活化键合
表面活化键合（Surface activated bonding，简称SAB）是一种利用原子级清洁且产生活性的表面进行的非高温晶圆键合技术。该技术通常在键合前利用快速原子轰击进行表面活化以清理表面。即使在常温下，该技术也能实现半导体、金属与介電質的高强度键合。 概述 在标准SAB方法中，晶圆表面在10−4-10−7 Pa的（UHV）环境下通过氩气快速原子轰击进行活化。轰击过程清除了表面的吸附污染物与原生氧化物。活化后的表面达到了原子级清…
双大马士革工艺
双大马士革工艺在半导体技术中是指一组用于共同（“双”）制造布线层与垂直互连（即通孔，Vias）的工艺序列。该方法是大马士革工艺的进一步发展，应用于采用铜技术的集成电路（微芯片）金属化层的制造。 “大马士革”（Damascene）这一名称源于一种古老的装饰技术——嵌金银丝工艺（也称大马士革镶嵌工艺，德语：Damaszierung，英语：damascening），即将一种材料嵌入预先制造的凹槽中。 背景 2000年代初，一些半导体制造商将其…
扇出晶圆级封装
（eWLB）草图，第一个商业化FOWLP技术]] 扇出晶圆级封装（，FOWLP）是一种集成电路封装技术，是标准晶圆级封装（WLP）技术的强化。 背景 FOWLP技术最开始由英飞凌开发，台积电以此技术为基础，生产A10处理器。 FOWLP工艺可分为先成型（molding first，或称先芯片——die first）与先布线（RDL first，或称后芯片——die last），先成型工艺又可分为面朝下（face down）与面朝上（fa…
良率 (半导体技术)
良率（），在集成电路制造中用作评估生产过程或芯片设计的度量。作为商业机密的一部分，制造商通常不会公布良率信息，甚至予以保密。 一般定义 一般地，良率Y可定义为可用或可交付部件N_\text{lieferbar}在总部件数N_\text{gesamt}中所占的比例： : Y = \frac{N_\text{lieferbar}}{N_\text{gesamt}} 典型的良率类型包括 产线良率（，亦称）：指被处理到最终电性测试阶段的晶圆数占…
热压键合
热压键合（thermocompression bonding）是一种晶圆键合工艺，也称为擴散接合、压力接合、热压焊接或固态焊接。两种金属，例如金-金（Au），在施加力和热的同时达到原子接触。这种原子相互作用把界面粘合在一起。 概述 最常用于热压键合的材料是铜（Cu）、金（Au）和铝（Al），因为它们具有较高的扩散速率。此外，铝和铜是相对较软且具有良好延展性的金属。 用Al或Cu进行键合需要温度≥ 400 °C以确保足够的气密封合。此外，…