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半导体行业——加热工艺解析

倩倩 来源:FindRF 作者:FindRF 2022-08-12 11:18 次阅读

热生长的二氧化硅最重要的应用之一是形成绝缘体使IC芯片上相邻晶体管间电气隔离。整面全区覆盖式氧化和局部氧化是隔离相邻元器件并防止它们相互干扰所用的两种技术。整面全区覆盖式氧化层是最简单的隔离工艺,早期的半导体生产普遍使用这种技术。热生长一层5000-10 000A的二氧化硅,通过光刻技术使其图形化,再用氢氟酸刻蚀氧化层,接着将器件区打开后就可以开始晶体管的制造过程了(见下图)。

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硅局部氧化(LOCOS)的隔离效果比整面全区覆盖式氧化效果好。LOCOS工艺使用一层很薄的二氧化硅层200-500A作为衬垫层以缓冲LPCVD氮化硅的强张力。经过氮化硅刻蚀、光刻胶剥除和晶圆清洗后,没有被氮化硅覆盖的区域再生长出一层厚度为3000〜5000 A的氧化层。氮化硅的阻挡效果比二氧化硅好,由于氧分子无法穿过氮化硅层,所以氮化硅层下的硅并不会被氧化。而未被氮化硅覆盖的区域,氧分子就会不断扩散穿过二氧化硅层与底层的硅形成更厚的二氧化硅。LOCOS的形成过程如下图所示。

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由于氧在二氧化硅中的扩散是一种等向性过程,所以氧也会碰到侧边的硅。这使得 LOCOS工艺有两个缺点:一个缺点是靠近刻蚀氧化窗口的氮化硅层底生长有氧化物,这就是所 谓的鸟嘴(Bird?sBeak)(见下图)。鸟嘴占据了晶图表面的很多面积,是应尽量避免出现的情况。另一个缺点是由于氧化物的生长特点而形成氧化层对硅有一个表面台阶,这将引起表面平坦化问题。

已经采用了许多方法抑制鸟嘴效应,其中最普遍的是多晶硅缓冲层(Poly Buffered LOCOS, PBL)T艺。较厚的衬垫层形成较长的鸟嘴,这使得氧分子扩散的路径变得较宽。使用一层厚度大约为500 A的多晶硅缓冲LPCVD氮化硅的高张力,衬垫氧化层的厚度能从500 A降低到 100 A,从而可以大大减小氧化物的侵入。但是硅的局部氧化层两侧总有0. 1〜0.2um的鸟嘴。当最小图形尺寸小于0.35um时,鸟嘴问题变得很严重,于是发展出了浅沟槽隔离(STI)工艺以避免鸟嘴效应,STI形成的表面也比较平坦。20世纪90年代中期,当元器件图形尺寸缩小到0. 35um以下时,STI技术逐渐取代了LOCOS隔离技术。

牺牲氧化层是生长在晶圆表面元器件区域上的二氧化硅薄膜(低于1000 A)o牺牲氧化层生成之后将立刻被氢氟酸溶剂剥除。一般情况下,栅氧化工艺之前都将先生长一层牺牲氧化层来移除硅表面的损伤和缺陷。该氧化层的生成和移除有利于产生零缺陷的硅表面并获得高质量的栅氧化层。

以MOS为主的IC芯片,其最薄也最重要的二氧化硅层是栅氧化层。由于元器件尺寸不断缩小,栅氧化层从20世纪60年代大于1000 A厚度降低到2000年复杂芯片上的15 A左右,而且IC芯片的工作电压从12 V降低到1.2 Vo栅氧化层的质量对于元器件能否正常工作非常重要,栅氧化层中的任何缺陷、杂质或微粒污染物都可能影响元器件的性能,并且显著降低芯片的成品率。下图说明了牺牲氧化层和栅氧化层的形成过程,下表列出了 IC生产中应用热生长的二氧化硅情况。

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    发表于 11-09 09:07 513次 阅读

    MAX22025AWA+ Maxim Integrated MAX2202x/F隔离式RS-485/RS-422收发器

    Integrated MAX2202x/F隔离式RS-485/RS-422收发器可在器件的电缆侧(RS-485/RS-422驱动器/接收器侧)和UART侧之间提供3.5kVRMS数字电流隔离。当两个端口之间存在较大的接地电位差时,隔离通过中断接地环路来改善通信,并降低噪声。这些器件允许高达0.5Mbps或16Mbps的稳健通信。 MAX2202x/F隔离式RS-485/RS-422收发器具有Maxim专有的AutoDirection控制功能,因此非常适合用于隔离式RS-485端口等应用,其中驱动器输入与驱动器使能信号搭配使用以驱动差分总线。 MAX22025、MAX22027、MAX22025F和MAX22027F具有较低压&#...
    发表于 11-09 09:07 465次 阅读

    ICS-40212 TDKInvenSenseICS40212模拟麦克风

    venSense ICS-40212模拟麦克风是一款微机电系统 (MEMS) 麦克风,具有极高动态范围和低功耗常开模式。该麦克风包含MEMS麦克风元件、阻抗转换器和输出放大器。ICS-40212在电源电压低于2V且工作电流为55μA时,采用低功耗工作模式。 ICS-40212麦克风具有128dB声压级 (SPL) 声学过载点(高性能模式下)、±1dB的严密灵敏度容差以及35Hz至20kHz扩展频率响应。该麦克风采用底部端口表面贴装封装,尺寸为3.5mm x 2.65mm x 0.98mm。典型应用包括智能手机、照相机和摄像机...
    发表于 11-09 09:07 691次 阅读

    ICS-40638 TDKInvenSenseICS40638AOP模拟MEMS麦克风

    venSense ICS-40638高声学过载点 (AOP) 模拟MEMS麦克风(带差分输出)具有极高的动态范围,工作温度高达105°C。ICS-40638包括一个MEMS麦克风元件、一个阻抗转换器和一个差分输出放大器。该麦克风具有138dB声压级 (SPL) 声学过载点、±1dB小灵敏度容差以及对辐射和传导射频干扰的增强抗扰度。该系列具有35Hz至20kHz扩展频率响应,采用紧凑型3.50mm × 2.65mm × 0.98 mm底部端口表面贴装封装。TDK InvenSense ICS-40638 AOP模拟MEMS麦克风应用包括汽车、相机和摄像机以及物联网 (IoT) 设备。 特性 差分非反向模拟输出 灵敏度:-43dBV(差分) 灵敏度容差:±1dB 35Hz至20kHz扩展频率响应 增强的射频抗扰度 PSRR:−81dB 3.50...
    发表于 11-06 09:07 572次 阅读

    DK-42688-P TDKInvenSenseDK42688P评估板

    venSense DK-42688-P评估板是用于ICM-42688-P高性能6轴运动传感器的全面开发平台。该评估板设有用于编程和调试的板载嵌入式调试器和用于主机接口的USB连接器,可支持软件调试和传感器数据记录。DK-42688-P平台设计采用Microchip G55 MCU,可用于快速评估和开发基于ICM-42688-P的解决方案。TDK InvenSense DK-42688-P评估板配有必要的软件,包括基于GUI的开发工具InvenSense Motion Link,以及用于ICM-42688-P的嵌入式运动驱动器。 特性 用于ICM-42688-P 6轴运动传感器 带512KB闪存的Microchip G55 MCU 用于编程和调试的板载嵌入式调试器 用于主机接口的USB连接器 通过USB连接的电路板电源 ...
    发表于 11-06 09:07 408次 阅读

    STM32L4P5AGI6 STMicroelectronics STM32L4P5/STM32L4Q5 32位微控制器 (MCU)

    oelectronics STM32L4P5/STM32L4Q5 32位微控制器 (MCU) 不仅扩展了超低功耗产品组合,还提高了产品性能,采用Arm® 树皮-M4内核(具有DSP和浮点单元 (FPU),频率为120MHz)。STM32L4P5产品组合具有512KB至1MB闪存,采用48-169引脚封装。STM32L4Q5具有1MB闪存,提供额外加密加速器引擎(AES、HASH和PKA)。 特性 超低功率,灵活功率控制 电源:1.71V至3.6V 温度范围:-40°C至85°C或-40°C至125°C 批量采集模式(BAM) VBAT模块中150nA:为RTC和32x32位储备寄存器供电 关断模式下,22nA(5个唤醒引脚ʌ...
    发表于 11-06 09:07 445次 阅读

    ICS-52000 TDKInvenSenseICS52000带TDM数字输出的低噪声麦克风

    venSense ICS‐52000是一款低噪声数字TDM输出底部端口麦克风,采用4mm × 3mm × 1mm小尺寸表面贴装封装。  该器件由MEMS传感器、信号调理、模数转换器、抽取和抗混叠滤波器、电源管理以及行业标准的24位TDM接口组成。 借助TDM接口,包括多达16个ICS‐52000麦克风的阵列可直接连接诸如DSP和微控制器等数字处理器,无需在系统中采用音频编解码器。 阵列中的所有麦克风都同步对其声信号进行采样,从而实现精确的阵列处理。 ICS‐52000具有65dBA的高SNR和宽带频率响应。 灵敏度容差为±1dB,可实现无需进行系统校准的高性能麦克风阵列。 ICS-52000具有两种电源状态:正常运行和待机模式。 该麦克风具有软取消静音功能,可防止上电时发出声音。 从ICS-52000开始输出数据时开始,音量将在256WS时钟周期内上升到满量程输出电平。 采样率为48kHz,该取消静音序列大约需要5.3ms。 The ICS‐52000 features a high SNR of 65dBA and a wideband frequency response. The sensitivity tolerance is ±1dB enabling high‐performance micropho...
    发表于 11-05 17:07 251次 阅读

    IAM-20380 TDKInvenSenseIAM20380高性能陀螺仪

    venSense IAM-20380高性能陀螺仪具有0.5VDD至4V电压范围、400kHz时钟频率以及-40°C至+85°C工作温度范围。IAM-20380具有3轴集成,因此制造商无需对分立器件进行昂贵且复杂的系统级集成。TDK InvenSense IAM-20380高性能陀螺仪非常适合用于汽车报警器、远程信息处理和保险车辆追踪应用。 特性 数字输出X、Y和Z轴角速率传感器(陀螺仪) 用户可编程满量程范围为±250dps、±500dps、±1000dps和±2000dps 集成16位ADC 用户可编程数字滤波器,用于陀螺仪和温度传感器 按照AEC-Q100执行&...
    发表于 11-03 10:07 352次 阅读

    MPF5024AMMA0ES NXP Semiconductors PF502x电源管理集成电路

    502x电源管理集成电路 (PMIC) 在一个器件中集成了多个高性能降压稳压器。PF502x PMIC既可用作独立的负载点稳压器IC,也可用作较大PMIC的配套芯片。 NXP PF502x电源管理集成电路 (PMIC) 具有用于关键启动配置的内置一次性可编程 (OTP) 存储器存储。借助该OTP特性,可减少通常用于设置输出电压和稳压器序列的外部元件数量,从而打造时尚器件。启动后,稳压器参数可通过高速I2C进行&#...
    发表于 11-02 12:06 514次 阅读

    T3902 TDKInvenSenseT3902低功耗多模麦克风

    vensense T3902低功耗多模麦克风具有185µA至650µA电流范围、36Hz至>20kHz额定频率以及3.5mm × 2.65mm × 0.98mm表面贴装封装。T3902麦克风由一个MEMS麦克风元件和一个阻抗转换器放大器,以及之后的一个四阶调制器组成。T3902系列具有高性能、低功耗、标准和睡眠等工作模式。TDK Invensense T3902低功耗多模麦克风非常适合用于智能手机、相机、平板电脑以及安全和监控应用。 特性 3.5mm × 2.65mm × 0.98mm表面贴装封装 低功耗模式:185µA 扩展频率响应:36Hz至>20kHz 睡眠模式电流:12µA 高电源抑制 (PSR):-97dB FS 四阶∑-Δ调制器 数字脉冲密度调制 (PDM) 输...
    发表于 10-30 11:06 414次 阅读

    ICS-40740 TDKInvenSenseICS40740超低噪声麦克风

    venSense ICS-40740超低噪声麦克风具有超低噪声、高动态范围、差分模拟输出和1个底部端口。TDK InvenSense ICS-40740器件采用MEMS麦克风元件、阻抗转换器、差分输出放大器和增强型射频封装。ICS-40740器件具有70dB SNR和±1dB灵敏度容差,因此非常适合用于麦克风阵列和远场语音控制应用。 特性 70d BA信噪比 -37.5dBV灵敏度 ±1dB灵敏度容差 4mm x 3mm x 1.2mm表面贴装封装 80Hz至20kHz扩展频率响应 165µA电流消耗 132.5dB SPL声学过载点 -87d BV PSR 兼容无锡/铅和无铅焊接工艺 符合RoHS指令/WEEE标准 ...
    发表于 10-30 10:06 498次 阅读

    IAM-20680 TDKIAM20680 MEMSMotion Tracking器件

    venSense IAM-20680 6轴MotionTracking器件在3mm x 3mm x 0.75mm的小尺寸封装中集成了3轴陀螺仪和3轴加速度计。IAM-50680器件具有片上16位ADC、可编程数字滤波器、嵌入式温度传感器和可编程中断。TDK InvenSense IAM-20680 6轴MotionTracking器件非常适合用于360°视角相机稳定、汽车报警器和远程信息处理应用。 特性 数字输出X、Y和Z轴角速率传感器(陀螺仪) 用户可编程满量程范围为±250dps、±500dps、±1000dps和±2000dps,集成16位ADC 数字输出X、Y和Z轴加速度计,具有±2g、±4g、±8g和±16g的可编程满量程范围,集成16位ADC 用户可编程数字滤波器,用于陀螺仪、加速度计和温度传感器 自检功能 唤醒运动中断,用于应用处理器的低功耗运行 按照AEC-Q100执行的可靠性测试 按要求提供PPAP和认证数据 应用 导航系统航位推算辅助功能 ...
    发表于 10-29 13:06 1187次 阅读
    IAM-20680 TDKIAM20680 MEMSMotion Tracking器件

    MAXM17720AMB+ Maxim Integrated MAXM17712/20/24 PMIC

    Integrated MAXM17712/20/24电源管理专用IC (PMIC) 是喜马拉雅微型系统级IC (µSLIC) 电源模块,可实现散热更好、尺寸更小、更加简单的电源解决方案。这些IC将高效率150 mA同步降压直流-直流转换器和高PSRR、低噪声、50mA线性稳压器集成到µSLIC™电源模块中。该PMIC在4V至60V宽输入电压范围内工作。该降压转换器和线性稳压器可提供高达150mA和50mA输出电流。 直流-直流转换器的输出用作线性稳压器的输入。这些线性稳压器在不同模块中提供1.2V至3.3V固定输出电压。MAXM17712/20/24模块采用薄型设计,采用2.6mmx3mmx1.5mm µSLIC封装。典型应用包括工业传感器、暖通空调和楼宇控制、电池供电设备以及LDO替代品。 特性 易于使用: 4V至60V宽输入降压转换器 可调节及固定的输出电压模块 内部电感器和补偿 降压转换器输出电流高达150mA 线性稳压器输出的精度为±1.3%,FB精度为±2% 全陶瓷电容器、紧凑布局 ...
    发表于 10-29 13:06 273次 阅读
    MAXM17720AMB+ Maxim Integrated MAXM17712/20/24 PMIC

    MAX40027ATC/VY+ Maxim Integrated MAX40027双路高速比较器

    MAX40027双路高速比较器具有280ps典型传播延迟。这些比较器具有极低过驱分散(25ps,典型值),因此非常适合用于飞行时间、距离测量应用。该器件的输入共模范围为1.5V至V+ 0.1V,与MAX40658、MAX40660和MAX40661等多个广泛使用的高速跨阻放大器的输出摆幅兼容。输出级为LVDS(低压差分信号),有助于最大限度地降低功耗,直接与诸多FPGA和CPU连接。互补输出有助于抑制每个输出线上的共模噪声。MAX40027采用小型、节省空间的3mm x 2mm、12引脚TDFN封装,带侧面可湿性侧翼,符合AEC-Q100汽车级认证要求。MAX40027的工作温度范围为-40°C至+125°C,可在2.7V至3.6V电源电压下工作。 特性 快速传播延迟:280ps(典型值) 低过驱色散:25ps(VOD=10mV至1V)  电源电压:2.7V至3.6V 2.7V电源时45.9mw(每个比较器) 节能型LVDS输出 温度范围:-40°C至+125°C 符合汽车类AEC-Q100标准 小型3mm x 2mm TDFN封装,带可湿性侧翼 ...
    发表于 10-29 13:06 274次 阅读
    MAX40027ATC/VY+ Maxim Integrated MAX40027双路高速比较器

    LPC55S66JBD64K NXP Semiconductors LPC55S6x Arm® Cortex®-M33微控制器

    miconductors LPC55S6x Arm Cortex-M33微控制器 (MCU) 采用Arm双核和Arm TrustZone 技术,适用于工业、楼宇自动化、物联网 (IoT) 边缘计算、诊断设备和消费电子应用。这些器件基于Armv8-M架构,采用低功耗40nm嵌入式闪存工艺,具有先进的安全特性。 LPC55S6x微控制器具有一套独特的安全模块,可为嵌入式系统提供层保护,同时保护最终产品在整个生命周期内免受未知或意外的威胁。这些块包括基于可信根和配置的SRAM PUF、来自加密图像的实时执行&...
    发表于 10-29 13:06 368次 阅读