微纳工艺

一、表面准备 (Surface Preparation)

1. ​​清洗 (Cleaning)​​

   • 去除污染物：晶圆划片灰尘、大气颗粒、光刻胶残留等
   • 方法：去离子水冲洗(DI Rinse)、丙酮(Acetone)、异丙醇(IPA Rinse)

2. ​​底膜涂抹 (Wafer Priming)​​

   • 使用HMDS增强光刻胶粘附性

二、光刻工艺 (Lithography)

1. ​​光刻胶涂覆 (Resist Coating)​​

   • 旋转涂布(1000-6000rpm)，厚度约1微米
   • 光刻胶类型：
     • 正性光刻胶：曝光后溶解
     • 负性光刻胶：曝光后交联固化
     • LOR光刻胶：用于lift-off工艺

2. ​​曝光 (Exposure)​​

   • 曝光剂量控制图案形成
   • 分辨率：接触模式(0.7-2.5μm)、投影模式(更高分辨率)

3. ​​显影 (Development)​​

   • 正胶：溶解曝光区域
   • 负胶：溶解未曝光区域

三、蚀刻工艺 (Etching)

1. ​​湿法蚀刻 (Wet Etching)​​

   • 各向同性蚀刻(如SiO2)
   • 各向异性蚀刻(如KOH对Si晶体)

2. ​​干法蚀刻 (Dry Etching)​​

   • 反应离子刻蚀(RIE)：结合化学和物理蚀刻
   • ICP-RIE：独立控制离子密度和能量

3. ​​关键参数​​

   • 选择性 = 刻蚀深度/光刻胶损失
   • 各向异性因子(RI)：0为完全各向异性，1为完全各向同性

四、沉积工艺 (Deposition)

1. ​​化学气相沉积(CVD)​​

   • PECVD：低温沉积SiO2、Si3N4等
   • 原子层沉积(ALD)：原子级厚度控制

2. ​​物理气相沉积(PVD)​​

   • 蒸发(E-beam)：高纯度但台阶覆盖率差
   • 溅射(Sputtering)：更好的台阶覆盖率

五、掺杂工艺 (Doping)

1. ​​热扩散 (Thermal Diffusion)​​

   • 两步过程：沉积→驱动扩散
   • 菲克扩散定律描述浓度分布

2. ​​离子注入 (Ion Implantation)​​

   • 精确控制掺杂剂量和深度
   • 需后续退火修复晶格损伤

六、封装工艺 (Packaging)

1. ​​基本流程​​

   • 晶圆减薄→切割→芯片粘接→键合→密封

2. ​​键合技术​​

   • 线键合(金/铝线)
   • 倒装芯片键合(焊料凸点)

七、先进光刻技术

1. ​​电子束光刻(EBL)​​

   • 纳米级分辨率
   • 邻近效应是主要挑战

2. ​​纳米压印光刻(NIL)​​

   • 机械压印图案
   • 高分辨率(约100nm)、低成本

八、表征技术

1. ​​扫描电镜(SEM)​​

   • 表面形貌分析
   • 分辨率达纳米级

2. ​​原子力显微镜(AFM)​​

   • 三维表面形貌
   • 可在大气/液体环境工作