半导体的制造工艺中的关键是什么？

（1）

硅的主要来源是石英砂（二氧化硅），硅元素和氧元素通过共价键连接在一起。因此需要将氧元素从二氧化硅中分离出来，换句话说就是要将硅还原出来，采用的方法是将二氧化硅和碳元素（可以用煤、焦炭和木屑等）一起在电弧炉中加热至2100°C左右，这时碳就会将硅还原出来。化学反应方程式为：SiO2 (s) + 2C (s) = Si (s) + 2CO (g)（吸热）

（2）

上一步骤中得到的硅中仍有大约2%的杂质，称为冶金级硅，其纯度与半导体工业要求的相差甚远，因此还需要进一步提纯。方法则是在流化床反应器中混合冶金级硅和氯化氢气体，最后得到沸点仅有31°C的三氯化硅。化学反应方程式为：Si (s) + 3HCl (g) = SiHCl3 (g) + H2 (g)（放热）

(3）

随后将三氯化硅和氢气的混合物蒸馏后再和加热到1100°C的硅棒一起通过气相沉积反应炉中，从而除去氢气，同时析出固态的硅，击碎后便成为块状多晶硅。这样就可以得到纯度为99.9999999%的硅，换句话说，也就是平均十亿个硅原子中才有一个杂质原子。

（4）

进行到目前为止，半导体硅晶体对于芯片制造来说还是太小，因此需要把块状多晶硅放入坩埚内加热到1440°C以再次熔化 。为了防止硅在高温下被氧化，坩埚会被抽成真空并注入惰性气体氩气。之后用纯度99.7%的钨丝悬挂硅晶种探入熔融硅中，晶体成长时，以2~20转/分钟的转速及3~10毫米/分钟的速率缓慢从熔液中拉出：

探入晶体“种子”

长出了所谓的“肩部”

长出了所谓的“身体”

这样一段时间之后就会得到一根纯度极高的硅晶棒，理论上最大直径可达45厘米，最大长度为3米。

以上所简述的硅晶棒制造方法被称为切克劳斯法（Czochralski process，也称为柴氏长晶法），此种方法因成本较低而被广泛采用，除此之外，还有V-布里奇曼法（Vertikalern Bridgman process）和浮动区法（floating zone process）都可以用来制造单晶硅。

mems工艺和半导体工艺的区别：

1、MEMS加工技术工艺是根据产品需要，在各类衬底（硅衬底，玻璃衬底，石英衬底，蓝宝石衬底等等）制作微米级微型结构的加工工艺。而ic工艺则侧重于半导体器件的制作，其衬底基本以硅衬底为主，少数特殊器件会使用GaAs/GaN等材料，其工艺核心是为了制作高集成度的各类器件，目前已经做到纳米级，特征尺寸更加精细。MEMS加工技术工艺制作的微型结构主要是作为各类传感器和执行器等，其中更加器件原理需要而制作的可动结构（齿轮，悬臂梁，空腔，桥结构等）以及各种功能材料，本质上是将环境中的各种特征参数（温度，压力，气体，流量等等）变化通过微型结构转化为各种电信号（电压，电阻，电流等）的差异，以实现小型化高灵敏的传感器和执行器。

2、半导体工艺指半导体制造工艺，工艺过程多晶硅到区熔或直拉到单晶硅棒到滚、切、磨、抛到硅片，硅片是一种硅材料通过加工切成一片一片的。硅是一种硬度很高的物质，硅材料看起来像石头一样，他要经过清洗干净然后用炉子加热融化形成一个大块的硅锭，然后再用特定机器来进行细切成一片一片。

半导体的范围广泛，应用从科研到民生，日新月异:

1.制造工艺需根据半导体设计的层层不同而不同，2.为避免复杂繁琐导致质量问题，制造工艺流程基本上分三个工程段落，

2.1.模组及应用设计工程，模拟数据

2.2.前工程

2.3.后工程封测

每个阶段都有上百到三百种以上的工艺，至少需要学习10-30年

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