半导体制造中各工艺环节的常见术语及释义

一、基础概念类

1.半导体(Semiconductor):导电能力介于导体与绝缘体之间的材料,如硅、锗。

2.晶圆(Wafer):半导体制造的基底材料,通常为圆形单晶硅片。

3.芯片(Chip/Die):晶圆上经过一系列工艺加工形成的独立功能单元。

4.集成电路(IC):将多个电子元件集成在单一芯片上的电路系统。

5.摩尔定律(Moore's Law):集成电路上的晶体管数量每18-24个月翻一番。

6.光刻胶(Photoresist):对光敏感的高分子材料,用于光刻工艺中图形转移。

7.掺杂(Doping):向半导体中注入杂质(如硼、磷)以改变导电类型和载流子浓度。

8.外延(Epitaxy):在晶圆表面生长一层与基底晶格匹配的半导体薄膜。

9.氧化(Oxidation):通过高温或等离子体工艺在硅表面生成二氧化硅(SiO₂)薄膜。

10.蚀刻(Etching):去除晶圆表面多余材料,实现图形化的工艺。

11.薄膜沉积(Thin Film Deposition):在晶圆表面形成均匀薄膜的工艺(如CVD、PVD)。

12.化学机械抛光(CMP):通过化学腐蚀和机械研磨实现晶圆表面平坦化的工艺。

13.离子注入(Ion Implantation):利用高能离子将杂质注入半导体内部的掺杂工艺。

14.光刻(Lithography):通过光照射将掩膜版图形转移到光刻胶上的核心工艺。

15.掩膜版(Mask/Reticle):承载芯片图形的透明模板,用于光刻工艺。16.载流子(Carrier):半导体中参与导电的粒子(电子、空穴)。

17.N型半导体(N-type Semiconductor):以电子为主要载流子的半导体(掺杂磷、砷等)。

18.P型半导体(P-type Semiconductor):以空穴为主要载流子的半导体(掺杂硼、镓等)。

19.PN结(PN Junction):P型与N型半导体的交界处形成的电荷耗尽区,是半导体器件的核心。

20.晶体管(Transistor):半导体的基本开关/放大元件,如MOSFET、BJT。

二、光刻工艺类

21.深紫外光刻(DUV):使用193nm波长深紫外光的光刻技术,主流量产工艺。

22.极紫外光刻(EUV):使用13.5nm波长极紫外光的光刻技术,用于7nm及以下先进工艺。

23.光刻胶涂覆(Coating):将光刻胶均匀涂抹在晶圆表面的工序。

24.软烘焙(Soft Bake):涂胶后低温烘烤,去除光刻胶中溶剂,增强附着力。

25.曝光(Exposure):通过掩膜版将光照射到光刻胶上,引发光化学反应。

26.曝光机(Stepper/Scanner):实现光刻曝光的核心设备。

27.硬烘焙(Hard Bake):曝光后高温烘烤,提升光刻胶图形的稳定性和附着力。

28.显影(Development):用显影液去除光刻胶中未曝光(或已曝光)部分,显现图形。

29.光刻胶剥离(Strip):蚀刻后去除残留光刻胶的工序。

30.分辨率(Resolution):光刻工艺能分辨的最小图形尺寸。

31.景深(DOF):光刻系统能保持清晰成像的晶圆表面高度范围。

32.重叠精度(Overlay Accuracy):多层图形之间的对齐精度。

33.临界尺寸(CD):光刻图形的关键尺寸(如线宽、间距)。

34.光学邻近效应校正(OPC):通过调整掩膜版图形补偿光刻畸变的技术。

35.相位偏移掩膜(PSM):利用光的相位差提升光刻分辨率的掩膜技术。36.浸没式光刻(Immersion Lithography):在光刻胶与物镜之间注入液体,提升分辨率的DUV技术。

37.双重曝光(Double Patterning):通过两次光刻-蚀刻实现更小图形的工艺。

38.三重曝光(Triple Patterning):三次光刻-蚀刻的图形化工艺,用于DUV延伸工艺。

39.光刻胶灵敏度(Sensitivity):光刻胶发生光化学反应所需的最小曝光剂量。

40.显影对比度(Development Contrast):显影后光刻胶图形的明暗差异程度。

三、薄膜沉积类

41.化学气相沉积(CVD):通过气体化学反应在晶圆表面沉积薄膜的工艺。

42.物理气相沉积(PVD):通过物理过程(蒸发、溅射)沉积薄膜的工艺。

43.原子层沉积(ALD):按原子层顺序沉积,实现超薄、均匀薄膜的工艺。

44.等离子体增强化学气相沉积(PECVD):利用等离子体激活化学反应的CVD技术。

45.低压化学气相沉积(LPCVD):在低压环境下进行的CVD工艺,薄膜均匀性好。

46.金属有机化学气相沉积(MOCVD):使用金属有机化合物作为前驱体的CVD技术。

47.溅射(Sputtering):通过高能粒子轰击靶材,使靶材原子沉积到晶圆表面的PVD技术。

48.蒸发(Evaporation):通过加热靶材使其蒸发并沉积到晶圆表面的PVD技术。

49.前驱体(Precursor):沉积过程中参与反应的气体或材料。

50.薄膜厚度均匀性(Thickness Uniformity):晶圆表面薄膜厚度的一致性。

51.台阶覆盖(Step Coverage):薄膜在晶圆表面凹凸结构上的覆盖能力。52.空隙填充(Gap Filling):薄膜填充晶圆表面间隙或孔洞的能力。

53.二氧化硅沉积(SiO₂ Deposition):形成绝缘层的常见沉积工艺。

54.氮化硅沉积(Si₃N₄ Deposition):用于钝化层、蚀刻阻挡层的沉积工艺。

55.多晶硅沉积(Polysilicon Deposition):用于晶体管栅极的沉积工艺。56.金属沉积(Metal Deposition):沉积铜、铝、钨等金属薄膜的工艺(如布线、接触孔)。

57.钛氮化钛(TiN):常用的阻挡层、粘附层材料,通过PVD或ALD沉积。58.钨沉积(Tungsten Deposition):用于接触孔、通孔填充的金属沉积工艺。

59.铜沉积(Copper Deposition):用于芯片布线的金属沉积工艺(多为电镀+PVD)。

60.铝沉积(Aluminum Deposition):传统芯片布线的金属沉积工艺。

四、蚀刻工艺类

61.干法蚀刻(Dry Etching):利用等离子体或气体化学反应去除材料的蚀刻工艺。

62.湿法蚀刻(Wet Etching):利用化学溶液腐蚀去除材料的蚀刻工艺。

63.等离子体蚀刻(Plasma Etching):干法蚀刻的主流技术,通过等离子体产生活性粒子。

64.反应离子蚀刻(RIE):结合化学腐蚀和物理溅射的干法蚀刻技术, anisotropic好。

65.各向同性蚀刻(Isotropic Etching):蚀刻速率在各个方向相同的蚀刻方式(如部分湿法蚀刻)。

66.各向异性蚀刻(Anisotropic Etching):蚀刻速率在垂直方向远大于水平方向的蚀刻方式(如RIE)。

67.蚀刻选择性(Etch Selectivity):对目标材料与非目标材料的蚀刻速率比。

68.蚀刻速率(Etch Rate):单位时间内蚀刻去除的材料厚度。

69.过蚀刻(Over Etching):为确保目标材料完全去除,额外增加的蚀刻时间。

70.欠蚀刻(Under Etching):目标材料未完全去除的蚀刻缺陷。

71.硅蚀刻(Silicon Etching):针对硅基底或多晶硅的蚀刻工艺。

72.氧化物蚀刻(Oxide Etching):针对二氧化硅等氧化物的蚀刻工艺。

73.金属蚀刻(Metal Etching):针对铝、铜等金属的蚀刻工艺。

74.氮化硅蚀刻(Silicon Nitride Etching):针对氮化硅的蚀刻工艺。

75.光刻胶蚀刻(Photoresist Etching):去除光刻胶的蚀刻工艺(干法或湿法)。

76.蚀刻气体(Etch Gas):干法蚀刻中参与反应的气体(如CF₄、Cl₂)。77.蚀刻掩膜(Etch Mask):蚀刻过程中保护特定区域的材料(如光刻胶、氮化硅)。

78.侧向蚀刻(Lateral Etching):水平方向的蚀刻,各向同性蚀刻中较明显。

79.蚀刻剖面(Etch Profile):蚀刻后材料的截面形状(如垂直、倾斜)。80.蚀刻残留物(Etch Residue):蚀刻后残留的副产物或未去除的材料。

五、掺杂与热处理类

81.扩散(Diffusion):通过高温使杂质原子在半导体中自然扩散的掺杂工艺。

82.离子注入机(Ion Implanter):实现离子注入的核心设备。

83.注入剂量(Implant Dose):单位面积注入的杂质离子数量。

84.注入能量(Implant Energy):离子注入时的加速能量,决定杂质注入深度。

85.退火(Annealing):对晶圆进行高温处理,修复晶格损伤、激活杂质的工艺。

86.快速热退火(RTA):短时间高温退火,减少杂质扩散的工艺。

87.高温退火(High-Temperature Annealing):长时间高温处理,适用于深层掺杂激活。

88.掺杂浓度(Doping Concentration):半导体中杂质原子的浓度。

89.结深(Junction Depth):PN结在半导体中的深度。

90.激活率(Activation Rate):注入的杂质原子中被激活成为载流子的比例。

91.晶格损伤(Lattice Damage):离子注入导致的半导体晶格结构破坏。92.预非晶化注入(PAI):注入惰性离子使晶圆表面非晶化,减少后续掺杂扩散的工艺。

93.硼注入(Boron Implantation):P型掺杂的常用注入工艺。

94.磷注入(Phosphorus Implantation):N型掺杂的常用注入工艺。

95.砷注入(Arsenic Implantation):N型掺杂的注入工艺,扩散系数小。96.锑注入(Antimony Implantation):N型掺杂的注入工艺,适用于深层掺杂。

97.掺杂均匀性(Doping Uniformity):晶圆表面或内部掺杂浓度的一致性。

98.热预算(Thermal Budget):晶圆在制造过程中承受的总高温暴露量。99.固相扩散(Solid-State Diffusion):固体材料中原子的扩散过程。

100.杂质扩散系数(Diffusion Coefficient):杂质原子在半导体中扩散的速率参数。

六、平坦化与封装类

101.化学机械抛光机(CMP Tool):实现CMP工艺的核心设备。

102.抛光垫(Polishing Pad):CMP工艺中与晶圆接触的研磨介质。

103.抛光液(Slurry):CMP工艺中含研磨颗粒和化学试剂的液体。

104.全局平坦化(Global Planarization):实现整个晶圆表面平坦化的工艺。

105.局部平坦化(Local Planarization):实现晶圆局部区域平坦化的工艺。

106.抛光速率(Polish Rate):CMP工艺中单位时间内去除的材料厚度。107.抛光选择性(Polish Selectivity):CMP对不同材料的去除速率比。108.缺陷密度(Defect Density):单位面积内的缺陷数量。

109.封装(Packaging):将芯片封装在保护壳内,实现电气连接和物理保护的工艺。

110.引线键合(Wire Bonding):通过金属引线实现芯片与封装基板电气连接的工艺。

111.倒装芯片(Flip Chip):将芯片正面朝下,通过凸点直接与基板连接的封装技术。

112.凸点(Bump):倒装芯片中用于电气连接的金属凸起(如焊锡凸点)。

113.封装基板(Package Substrate):承载芯片并实现电气互连的基板。114.模塑(Molding):用塑封料包裹芯片,提供物理保护的封装工序。

115.切割(Dicing):将完成工艺的晶圆切割成单个芯片的工序。

116.划片道(Scribe Line):晶圆上用于切割的预留区域。

117.背面减薄(Backside Thinning):减少芯片厚度的工艺,适用于薄型封装。

118.热管理(Thermal Management):封装中控制芯片温度的设计和工艺。

119.可靠性测试(Reliability Test):验证封装后芯片长期工作稳定性的测试。

120.无引脚封装(Leadless Package):没有外接引脚的封装形式(如QFN)。

七、测试与检测类

121.晶圆测试(Wafer Test/Probe Test):对未切割的晶圆进行芯片功能测试的工序。

122.最终测试(Final Test):对封装后的芯片进行全面功能和性能测试的工序。

123.探针卡(Probe Card):晶圆测试中与芯片焊盘接触的测试工具。

124.测试机(Test Handler):自动完成芯片测试的设备。

125.良率(Yield):合格芯片数量占总芯片数量的比例。126.缺陷检测(Defect Inspection):检测晶圆或芯片表面缺陷的工艺(如粒子、划痕)。

127.光学检测(Optical Inspection):利用光学原理进行缺陷检测的技术。128.电子束检测(E-Beam Inspection):利用电子束进行高分辨率缺陷检测的技术。

129.临界尺寸测量(CD Metrology):测量光刻图形关键尺寸的技术。

130.薄膜厚度测量(Thickness Metrology):测量薄膜厚度的技术(如椭偏仪、干涉仪)。

131.掺杂浓度测量(Doping Concentration Metrology):测量半导体中杂质浓度的技术。

132.晶体管特性测试(Transistor Characterization):测试晶体管电学特性(如I-V曲线)的技术。

133.漏电测试(Leakage Test):测试芯片中不必要电流泄漏的测试。

134.功能测试(Functional Test):验证芯片是否满足设计功能的测试。

135.性能测试(Performance Test):测试芯片的速度、功耗等性能参数的测试。

136.可靠性测试(Reliability Test):测试芯片在极端条件下的工作稳定性(如高温、高湿)。

137.失效分析(Failure Analysis):分析芯片失效原因的技术和方法。

138.扫描电子显微镜(SEM):用于微观结构观察和缺陷检测的设备。

139.原子力显微镜(AFM):用于表面形貌测量的设备。

140.椭偏仪(Ellipsometer):用于薄膜厚度和光学特性测量的设备。

八、先进工艺类

141.鳍式场效应晶体管(FinFET):三维结构晶体管,减少漏电,提升性能,用于28nm及以下工艺。

142.全环绕栅极晶体管(GAA):栅极完全环绕沟道的三维晶体管,适用于7nm及以下先进工艺。

143.纳米片晶体管(Nan片):GAA的一种,沟道为纳米级薄片结构。

144.纳米线晶体管(Nanowire):GAA的一种,沟道为纳米级线结构。

145.高K金属栅(HKMG):采用高介电常数(High-K)材料和金属栅极的晶体管技术,减少栅极漏电。

146.应变硅(Strained Silicon):通过应力改变硅的晶格结构,提升载流子迁移率的技术。

147.浅沟槽隔离(STI):用氧化物填充浅沟槽,实现晶体管之间电气隔离的工艺。

148.硅化物(Silicide):金属与硅形成的化合物(如TiSi₂、NiSi),降低接触电阻。

149.接触孔(Contact Hole):连接晶体管与金属布线的孔洞。

150.通孔(Via):连接不同金属布线层的孔洞。

151.金属布线层(Metal Layer):芯片中

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