集成电路半导体芯片的整个制造流程介绍
半导体芯片推动了几乎所有现代科技的发展,它被应用在生活的很多地方,日常手机、遥控器、电视、冰箱、汽车、飞机等等,对我们的生活产生着巨大的影响。那么一起学习一下半导体芯片的制造流程:
开始——二氧化硅
半导体芯片的制造过程是由二氧化硅(把粗糙的沙子中的二氧化硅还原)组成的纯净硅砂开始的。硅成为仅次于氧,地壳中含量第二的元素,地壳表面有用之不竭的二氧化硅。
基本材料——晶圆完成
以°的高温在坩埚中将纯净硅融化。
插入一根前端装了种晶的棒子,通过速度与温度的调整,以旋转和拉升的方式,并对温度梯度、提拉速率、旋转速率进行精确控制后得到一根圆柱体的晶锭。
研磨锭柱表面后将其切成薄片,研磨薄片的边角以及表面使其光滑,就此,芯片的基本材料晶圆完成。
正式开始——集成电路制作
(在集成电路制作的过程中,电路工程师先利用电脑辅助设计系统把集成电路所需要的每一层电路图设计出来,再通过电子束或镭射将图形转写到光照上。通常一个集成电路产品会需要多个不同的光照。)
1、首先通过沉积或者扩散的方式在晶圆的表面上找出薄膜,制成导电层或绝缘层。生长薄膜后,晶圆接着被送入负责电路图案转入的光刻区。在晶圆上涂布感光涂料称为光阻。
2、接着把光照放在晶圆上,通过光线照射进行曝光、显影。将电路设计图转印在晶圆片上。以进行粒子植入制程或蚀刻制程。
a、粒子植入是将带电荷的粒子植入晶圆的特定区域内,控制一定的浓度和深度,达到改变导电特性的目的;
b、蚀刻制程是以化学腐蚀反应或物理撞击的方式将光刻制后保留被光阻覆盖的部分。再重新进行长膜制程,此时若用沉积的方式长膜的话需要用物理或化学方法使其表面平坦,如此反复进行长膜光刻和蚀刻过程最后形成多层电路。
3、集成电路的制程结束后,用探针测试晶圆的功能是否正常。将测试正常的晶圆进行切割,切割成一颗颗小小的正方形,称为晶粒。
4、最后包装晶粒,将晶粒放置在不受外部冲击、不受湿气环境影响的导线架或基板上进行金属连接,确保不漏电。
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