整版曝光与接触式工艺：集成电路制造核心技术

集成电路基本工艺中的整版和接触式曝光是一种早期的晶圆制造方法，其特点是掩膜和晶圆尺寸相同，适用于大尺寸晶圆如3"至8"。然而，由于掩膜是方形的，而晶圆是圆形的，这会导致在制作过程中出现较大程度的图案失真。这个失真来源于多个环节，包括掩膜版画在纸上的热胀冷缩、受潮起皱以及在铺展过程中可能出现的问题。初缩过程中的照相机也会带来失真，而在步进重复照相和从掩膜到晶圆的成像过程中，这种失真还会进一步放大。 在掩膜制作这一环节，制作工艺涉及了外延生长技术。外延生长是半导体工艺中至关重要的一环，它通过在抛光过的晶圆上生长出具有不同掺杂类型和浓度的晶体层，以实现性能各异的材料。外延生长主要分为两种方法：液态生长（LPE）和气相外延生长（VPE）。LPE是一种相对简单且成本较低的方法，但在III/IV族化合物器件中应用广泛，尽管其外延层质量有限。相比之下，VPE（特别是卤素传递生长法）和更先进的MBE（分子束外延）技术提供了更高的外延层质量和更广泛的材料选择，适用于更复杂的器件制作，如GaAs、GaAsP、LED管和微波二极管等。 了解这些工艺步骤及其对器件性能的影响至关重要，因为它们直接决定了最终集成电路的性能。掌握诸如PDK（Process Design Kit，工艺设计规则）这样的工具，可以帮助设计师挖掘出工艺的潜力，确保每个工艺步骤都对器件特性产生积极影响。在学习和实践集成电路制造时，理解外延生长的不同技术和它们在实际生产中的应用是十分关键的，因为它直接影响到器件的质量和性能优化。