移動端


當(dāng)前位置：興旺寶>資訊首頁> 儀器儀表
閱讀排行 更多
企業(yè)直播 更多
推薦展會 更多

瞄準(zhǔn)技術(shù)工藝，來看看半導(dǎo)體元器件的具體制造過程

2021-01-21 10:25:15來源：OFweek電子工程網(wǎng) 閱讀量：143 評論

分享：

導(dǎo)讀：半導(dǎo)體元器件的制造除了人們熟知的“設(shè)計(jì)→制造→封裝→測試”四大環(huán)節(jié)以外，中間的整體環(huán)節(jié)其實(shí)很復(fù)雜，可分為前段制程和后段制程。

　　半導(dǎo)體元器件的制造除了人們熟知的“設(shè)計(jì)→制造→封裝→測試”四大環(huán)節(jié)以外，中間的整體環(huán)節(jié)其實(shí)很復(fù)雜，可分為前段制程和后段制程。
 
　　半導(dǎo)體元器件的制備首先要有基本的材料——硅晶圓，通過在硅晶圓上制作電路與電子元件(如電晶體、電容體、邏輯閘等)，為上述各制程中所需技術(shù)復(fù)雜且資金投入多的過程。由于芯片是高精度的產(chǎn)品，因此對制造環(huán)境有很高的要求，其所需制造環(huán)境為為一溫度、濕度與含塵均需控制的無塵室。此外，一枚芯片所需處理步驟可達(dá)數(shù)百道，而且使用的加工機(jī)臺*且昂貴，動輒數(shù)千萬一臺，雖然詳細(xì)的處理程序是隨著產(chǎn)品種類與所使用的技術(shù)有關(guān)；不過其基本處理步驟通常是晶圓先經(jīng)過適當(dāng)?shù)那逑粗幔又M(jìn)行氧化及沈積，後進(jìn)行微影、蝕刻及離子植入等反覆步驟，以完成晶圓上電路的加工與制作。
 
　　下面是主要的制程：
 
　　一、硅晶圓材料
 
　　晶圓是制作硅半導(dǎo)體IC所用之硅晶片，狀似圓形，故稱晶圓。材料是硅，芯片廠家用的硅晶片即為硅晶體，因?yàn)檎墓杈菃我煌暾木w，故又稱為單晶體。但在整體固態(tài)晶體內(nèi)，眾多小晶體的方向不相，則為復(fù)晶體(或多晶體)。生成單晶體或多晶體與晶體生長時的溫度，速率與雜質(zhì)都有關(guān)系。
 
　　二、光學(xué)顯影
 
　　光學(xué)顯影是在光阻上經(jīng)過曝光和顯影的程序，把光罩上的圖形轉(zhuǎn)換到光阻 下面的薄膜層或硅晶上。光學(xué)顯影主要包含了光阻涂布、烘烤、光罩對準(zhǔn)、 曝光和顯影等程序。小尺寸之顯像分辨率，更在 IC 制程的進(jìn)步上，扮演著 關(guān)鍵的角色。由于光學(xué)上的需要，此段制程之照明采用偏黃色的可見光。因此俗稱此區(qū)為 黃光區(qū)。
 
　　三、蝕刻技術(shù)
 
　　蝕刻技術(shù)(EtchingTechnology)是將材料使用化學(xué)反應(yīng)物理撞擊作用而移除的技術(shù)。可以分為：濕蝕刻(wetetching)：濕蝕刻所使用的是化學(xué)溶液，在經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)之后達(dá)到蝕刻的目的；干蝕刻(dryetching)：干蝕刻則是利用一種電漿蝕刻(plasmaetching)。電漿蝕刻中蝕刻的作用，可能是電漿中離子撞擊晶片表面所產(chǎn)生的物理作用，或者是電漿中活性自由基(Radical)與晶片表面原子間的化學(xué)反應(yīng)，甚至也可能是以上兩者的復(fù)合作用?，F(xiàn)在主要應(yīng)用等離子體刻蝕技術(shù)。
 
　　四、CVD化學(xué)氣相沉積
 
　　化學(xué)氣相沉積(CVD)是指化學(xué)氣體或蒸汽在基質(zhì)表面反應(yīng)合成涂層或納米材料的方法，是半導(dǎo)體工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛的用來沉積多種材料的技術(shù)，包括大范圍的絕緣材料，大多數(shù)金屬材料和金屬合金材料。從理論上來說，它是很簡單的：兩種或兩種以上的氣態(tài)原材料導(dǎo)入到一個反應(yīng)室內(nèi)，然后他們相互之間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成一種新的材料，沉積到晶片表面上。
 
　　五、物理氣相沉積(PVD)
 
　　這主要是一種物理制程而非化學(xué)制程。此技術(shù)一般使用氬等鈍氣，藉由在高真空中將氬離子加速以撞擊濺鍍靶材后，可將靶材原子一個個濺擊出來，并使被濺擊出來的材質(zhì)(通常為鋁、鈦或其合金)如雪片般沉積在晶圓表面。
 
　　六、離子植入(IonImplant)
 
　　離子植入技術(shù)可將摻質(zhì)以離子型態(tài)植入半導(dǎo)體組件的特定區(qū)域上，以獲得精確的電子特性。這些離子必須先被加速至具有足夠能量與速度，以穿透(植入)薄膜，到達(dá)預(yù)定的植入深度。離子植入制程可對植入?yún)^(qū)內(nèi)的摻質(zhì)濃度加以精密控制?；旧希藫劫|(zhì)濃度(劑量)系由離子束電流(離子束內(nèi)之總離子數(shù))與掃瞄率(晶圓通過離子束之次數(shù))來控制，而離子植入之深度則由離子束能量之大小來決定。
 
　　七、化學(xué)機(jī)械研磨
 
　　晶圓制造中，隨著制程技術(shù)的升級、導(dǎo)線與柵極尺寸的縮小，光刻(Lithography)技術(shù)對晶圓表面的平坦程度(Non-uniformity)的要求越來越高，IBM公司于1985年發(fā)展CMOS產(chǎn)品引入，并在1990年成功應(yīng)用于64MB的DRAM生產(chǎn)中。1995年以后，CMP技術(shù)得到了快速發(fā)展，大量應(yīng)用于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)。化學(xué)機(jī)械研磨亦稱為化學(xué)機(jī)械拋光，其原理是化學(xué)腐蝕作用和機(jī)械去除作用相結(jié)合的加工技術(shù)，是機(jī)械加工中可以實(shí)現(xiàn)表面全局平坦化的技術(shù)。
 
　　八、光罩檢測
 
　　光罩是高精密度的石英平板，是用來制作晶圓上電子電路圖像，以利集成電路的制作。光罩必須是完美無缺，才能呈現(xiàn)完整的電路圖像，否則不完整的圖像會被復(fù)制到晶圓上。光罩檢測機(jī)臺則是結(jié)合影像掃描技術(shù)與*的影像處理技術(shù)，捕捉圖像上的缺失。
 
　　九、清洗技術(shù)
 
　　清洗技術(shù)在芯片制造中非常重要。清洗的目的是去除金屬雜質(zhì)、有機(jī)物污染、微塵與自然氧化物；降低表面粗糙度；因此幾乎所有制程之前或后都需要清洗。份量約占所有制程步驟的30%。
 
　　十、晶片切割
 
　　晶片切割之目的為將前制程加工完成之晶圓上一顆顆之晶粒(die)切割分離。舉例來說：以0.2微米制程技術(shù)生產(chǎn)，每片八寸晶圓上可制作近六百顆以上的64M微量。欲進(jìn)行晶片切割，首先必須進(jìn)行晶圓黏片，而后再送至晶片切割機(jī)上進(jìn)行切割。切割完后之晶粒井然有序排列于膠帶上，而框架的支撐避免了膠帶的皺摺與晶粒之相互碰撞。
 
　　十一、焊線
 
　　IC構(gòu)裝制程(Packaging)則是利用塑膠或陶瓷包裝晶粒與配線以成集成電路(IntegratedCircuit；簡稱IC)，此制程的目的是為了製造出所生產(chǎn)的電路的保護(hù)層，避免電路受到機(jī)械性刮傷或是高溫破壞。后整個集成電路的周圍會向外拉出腳架(Pin)，稱之為打線，作為與外界電路板連接之用。
 
　　十二、封膠
 
　　封膠之主要目的為防止?jié)駳庥赏獠壳秩搿⒁詸C(jī)械方式支持導(dǎo)線、內(nèi)部產(chǎn)生熱量之去除及提供能夠手持之形體。其過程為將導(dǎo)線架置于框架上并預(yù)熱，再將框架置于壓模機(jī)上的構(gòu)裝模上，再以樹脂充填并待硬化。
 
　　十三、剪切/成形
 
　　剪切之目的為將導(dǎo)線架上構(gòu)裝完成之晶粒獨(dú)立分開，并把不需要的連接用材料及部份凸出之樹脂切除(dejunk)。成形之目的則是將外引腳壓成各種預(yù)先設(shè)計(jì)好之形狀，以便于裝置于電路版上使用。剪切與成形主要由一部沖壓機(jī)配上多套不同制程之模具，加上進(jìn)料及出料機(jī)構(gòu)所組成。
 
　　十四、測試和檢驗(yàn)
 
　　這些測試和檢驗(yàn)就是保證封裝好芯片的質(zhì)量，保證其良率。
 
　　原標(biāo)題：瞄準(zhǔn)技術(shù)工藝，來看看半導(dǎo)體元器件的具體制造過程
 
版權(quán)與免責(zé)聲明：1.凡本網(wǎng)注明“來源：興旺寶裝備總站”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-興旺寶合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：興旺寶裝備總站”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非興旺寶裝備總站）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)或和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。 3.如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
我來評論

昵稱 驗(yàn)證碼

文明上網(wǎng)，理性發(fā)言。（您還可以輸入200個字符)

所有評論僅代表網(wǎng)友意見，與本站立場無關(guān)

    相關(guān)新聞

    • 韋爾股份前三季凈利預(yù)增超5倍！創(chuàng)始人再豪捐28億

      原標(biāo)題：千億芯片巨頭韋爾股份前三季凈利預(yù)增超5倍！創(chuàng)始人再豪捐28億
      2024-10-15 08:43:07    18
      韋爾股份半導(dǎo)體

    • 半導(dǎo)體材料/器件高質(zhì)量發(fā)展與下一代分析儀器

      半導(dǎo)體行業(yè)是一個技術(shù)密集型的行業(yè)，其生產(chǎn)工藝復(fù)雜，設(shè)備精密度要求高，整體流程涉及到成百上千道工序。隨著半導(dǎo)體制造工藝越來越高，其制造難度及品質(zhì)管控也在呈指數(shù)級增長。因此，對材料純度、制造精度等都提出極高要求，而這也給材料、器件的分析檢測技術(shù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)。為了進(jìn)一步探討我國半導(dǎo)體及其相關(guān)信息技術(shù)領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢，特別是半導(dǎo)體材料分析檢測技術(shù)，推動我國半導(dǎo)體材料事業(yè)快速發(fā)展，加強(qiáng)各領(lǐng)域
      2024-10-11 14:22:34    36
      半導(dǎo)體分析儀器

    • 精測電子子公司收到政府補(bǔ)助3000萬元

      公司子公司武漢精立電子技術(shù)有限公司于近日收到政府補(bǔ)助資金3,000萬元，其中與收益相關(guān)的政府補(bǔ)助為1,950.00萬元，與資產(chǎn)相關(guān)的政府補(bǔ)助為1,050.00萬元。
      2024-10-09 08:34:36    28
      精測電子半導(dǎo)體