您好,歡迎來電子發(fā)燒友網(wǎng)! ,新用戶?[免費(fèi)注冊(cè)]

您的位置:電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子元器件>集成電路>

晶圓的生產(chǎn)工藝流程與芯片生產(chǎn)工藝流程

2019年05月20日 09:31 lq 作者: 用戶評(píng)論(0

  我國是手機(jī)電腦,電視生產(chǎn)和消費(fèi)大國,但國外廠商通過一個(gè)小小的芯片死死掐住了很多中國企業(yè)的喉嚨。中國企業(yè)獲利微薄,擁有核心技術(shù)的美國企業(yè)是中國芯片進(jìn)口的最大受益者。2016年10個(gè)月 中國就花費(fèi)1,2萬億支出進(jìn)口芯片,是石油進(jìn)口花費(fèi)的兩倍。

  集成電路integrated circuit,俗稱芯片chip。是一種微型電子器件或部件。采用一定工藝,把一個(gè)電路中所需的晶體管電阻,電容和電感等元件及布線互聯(lián)在一起。制作在一小塊或幾小塊半導(dǎo)體晶片或介質(zhì)基片上,然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi),成為具有所需電路功能的微型結(jié)構(gòu)。其中所有元件在結(jié)構(gòu)上已組成一個(gè)整體,使電子元件向著微小型化,低能耗,智能化和高可靠性方面邁進(jìn)了一大步。

  現(xiàn)今世界上超大規(guī)模集成電路廠(Integrated Circuit, 簡稱IC,***稱之為晶圓廠)主要集中分布于美國、日本、西歐、新加坡及***等少數(shù)發(fā)達(dá)國家和地區(qū),其中***地區(qū)占有舉足輕重的地位。但由于近年來***地區(qū)歷經(jīng)地震、金融危機(jī)、政府更迭等一系列事件影響,使得本來就存在資源匱乏、市場狹小、人心浮動(dòng)的***島更加動(dòng)蕩不安,于是就引發(fā)了一場晶圓廠外遷的風(fēng)潮。而具有幅員遼闊、資源充足、巨大潛在市場、充沛的人力資源供給等方面優(yōu)勢的祖國大陸當(dāng)然順理成章地成為了其首選的遷往地。

  晶圓廠所生產(chǎn)的產(chǎn)品實(shí)際上包括兩大部分:晶圓切片(也簡稱為晶圓)和超大規(guī)模集成電路芯片(可簡稱為芯片)。前者只是一片像鏡子一樣的光滑圓形薄片,從嚴(yán)格的意義上來講,并沒有什么實(shí)際應(yīng)用價(jià)值,只不過是供其后芯片生產(chǎn)工序深加工的原材料。而后者才是直接應(yīng)用在應(yīng)在計(jì)算機(jī)、電子、通訊等許多行業(yè)上的最終產(chǎn)品,它可以包括CPU、內(nèi)存單元和其它各種專業(yè)應(yīng)用芯片。

  集成電路板的制作流程是什么?

  1、打印電路板。將繪制好的電路板用轉(zhuǎn)印紙打印出來,注意滑的一面面向自己,一般打印兩張電路板,即一張紙上打印兩張電路板。在其中選擇打印成效很好的制作線路板。

  2、裁剪覆銅板用感光板制作電路板全程圖解 。覆銅板,也就是兩面都覆有銅膜的線路板,將覆銅板裁成電路板的大小,不要過大,以節(jié)約材料。

  3、預(yù)處理覆銅板。用細(xì)砂紙把覆銅板表面的氧化層打磨掉,以確保在轉(zhuǎn)印電路板時(shí),熱轉(zhuǎn)印紙上的碳粉能牢固的印在覆銅板上,打磨好的標(biāo)準(zhǔn)是板面光亮,沒有明顯污漬。

  4、轉(zhuǎn)印電路板。將打印好的電路板裁剪成合適大小,把印有電路板的一面貼在覆銅板上

 

  晶圓的生產(chǎn)工藝流程:

  從大的方面來講,晶圓生產(chǎn)包括晶棒制造和晶片制造兩面大步驟,它又可細(xì)分為以下幾道主要工序(其中晶棒制造只包括下面的第一道工序,其余的全部屬晶片制造,所以有時(shí)又統(tǒng)稱它們?yōu)榫е衅筇幚砉ば颍?/p>

  多晶硅——單晶硅——晶棒成長——晶棒裁切與檢測——外徑研磨——切片——圓邊——表層研磨——蝕刻——去疵——拋光—(外延——蝕刻——去疵)—清洗——檢驗(yàn)——包裝 1、 晶棒成長工序:它又可細(xì)分為:

  1)、融化(Melt Down):將塊狀的高純度多晶硅置石英坩鍋內(nèi),加熱到其熔點(diǎn)1420℃以上,使其完全融化。

  2)、頸部成長(Neck Growth):待硅融漿的溫度穩(wěn)定之后,將,〈1.0.0〉方向的晶種慢慢插入其中,接著將晶種慢慢往上提升,使其直徑縮小到一定尺寸(一般約6mm左右),維持此真徑并拉長100---200mm,以消除晶種內(nèi)的晶粒排列取向差異。

  3)、晶冠成長(Crown Growth):頸部成長完成后,慢慢降低提升速度和溫度,使頸直徑逐漸加響應(yīng)到所需尺寸(如5、6、8、12時(shí)等)。

  4)、晶體成長(Body Growth):不斷調(diào)整提升速度和融煉溫度,維持固定的晶棒直徑,只到晶棒長度達(dá)到預(yù)定值。

  5)、尾部成長(Tail Growth):當(dāng)晶棒長度達(dá)到預(yù)定值后再逐漸加快提升速度并提高融煉溫度,使晶棒直徑逐漸變小,以避免因熱應(yīng)力造成排差和滑移等現(xiàn)象產(chǎn)生,最終使晶棒與液面完全分離。到此即得到一根完整的晶棒。

  2、晶棒裁切與檢測(Cutting & Inspection):將長成的晶棒去掉直徑偏小的頭、尾部分,并對(duì)尺寸進(jìn)行檢測,以決定下步加工的工藝參數(shù)

  3、外徑研磨(Surface Grinding & Shaping):由于在晶棒成長過程中,其外徑尺寸和圓度均有一定偏差,其外園柱面也凹凸不平,所以必須對(duì)外徑進(jìn)行修整、研磨,使其尺寸、形狀誤差均小于允許偏差。

  4、切片(Wire Saw Slicing):由于硅的硬度非常大,所以在本序里,采用環(huán)狀、其內(nèi)徑邊緣嵌有鉆石顆粒的薄鋸片將晶棒切割成一片片薄片。

  5、圓邊(Edge profiling):由于剛切下來的晶片外邊緣很鋒利,單晶硅又是脆性材料,為避免邊角崩裂影響晶片強(qiáng)度、破壞晶片表面光潔和對(duì)后工序帶來污染顆粒,必須用專用的電腦控制設(shè)備自動(dòng)修整晶片邊緣形狀和外徑尺寸。

  6、研磨(Lapping):研磨的目的在于去掉切割時(shí)在晶片表面產(chǎn)生的鋸痕和破損,使晶片表面達(dá)到所要求的光潔度。

  7、蝕刻(Etching):以化學(xué)蝕刻的方法,去掉經(jīng)上幾道工序加工后在晶片表面因加工壓力而產(chǎn)生的一層損傷層。

  8、去疵(Gettering):用噴砂法將晶片上的瑕疵與缺陷趕到下半層,以利于后序加工。

  9、拋光(Polinshing):對(duì)晶片的邊緣和表面進(jìn)行拋光處理,一來,進(jìn)一步去掉附著在晶片上的微粒,二來,獲得極佳的表面平整度,以利于后面所要講到的晶圓處理工序加工。

  10、清洗(Cleaning):將加工完成的晶片進(jìn)行最后的徹底清洗、風(fēng)干。

  11、檢驗(yàn)(Iinspection):進(jìn)行最終全面的檢驗(yàn)以保證產(chǎn)品最終達(dá)到規(guī)定的尺寸、形狀、表面光潔度、平整度等技術(shù)指標(biāo)。

  12、包裝(Packing):將產(chǎn)品用柔性材料分隔、包裹、裝箱,準(zhǔn)備發(fā)往發(fā)下的芯片制造車間或出廠發(fā)往訂貨客戶。

 

  芯片生產(chǎn)工藝流程:

  芯片的制造過程可概分為晶圓處理工序(Wafer Fabrication)、晶圓針測工序(Wafer Probe)、構(gòu)裝工序(Packaging)、測試工序(Initial Test and Final Test)等幾個(gè)步驟。其中晶圓處理工序和晶圓針測工序?yàn)榍暗溃‵ront End)工序,而構(gòu)裝工序、測試工序?yàn)楹蟮溃˙ack End)工序。

  1、 晶圓處理工序:本工序的主要工作是在晶圓上制作電路及電子元件(如晶體管、電容、邏輯開關(guān)等),其處理程序通常與產(chǎn)品種類和所使用的技術(shù)有關(guān),但一般基本步驟是先將晶圓適當(dāng)清洗,再在其表面進(jìn)行氧化及化學(xué)氣相沉積,然后進(jìn)行涂膜、曝光、顯影、蝕刻、離子植入、金屬濺鍍等反復(fù)步驟,最終在晶圓上完成數(shù)層電路及元件加工制作。

  2、 晶圓針測工序:經(jīng)過上道工序后,晶圓上就形成了一個(gè)個(gè)的小格,即晶粒,一般情況下,為便于測試,提高效率,同在一片晶圓上制作同一品種、規(guī)格的產(chǎn)品;但也可根據(jù)需要制作幾種不同品種、規(guī)格的產(chǎn)品。在用針測(Probe)儀對(duì)每個(gè)晶粒檢測其電氣特性,并將不合格的晶粒標(biāo)上記號(hào)后,將晶圓切開,分割成一顆顆單獨(dú)的晶粒,再按其電氣特性分類,裝入不同的托盤中,不合格的晶粒則舍棄。

  3、 構(gòu)裝工序:就是將單個(gè)的晶粒固定塑膠或陶瓷制的芯片基座上,并把晶粒上的一些引線端與基座底部伸出的插腳連接,以作為與外界電路板連接之用,最后蓋上塑膠蓋板,用膠水封死。其目的是用以保護(hù)晶粒避免受到機(jī)械刮傷或高溫破壞。到此才算制成了一塊集成電路芯片(即我們?cè)陔娔X里可以看到的那些黑色或褐色,兩邊或四邊帶有許多插腳或引線的矩形小塊)。

  4、 測試工序:芯片制造的最后一道工序?yàn)闇y試,其又可分為一般測試和特殊測試,前者是將封死后的芯片置于各種環(huán)境下測試其電氣特性,如消耗功率、運(yùn)行速度、耐壓度等。經(jīng)測試后的芯片,依電氣特性劃分為不同等級(jí)。而特殊測試,則是根據(jù)客戶特殊需求的技術(shù)參數(shù),從相近參數(shù)規(guī)格、品種中拿出部分芯片,做有針對(duì)性的專門測試,看是否能滿足客戶的特殊需求,以決定是否須為客戶設(shè)計(jì)專用芯片。經(jīng)過一般測試全格的產(chǎn)品貼上規(guī)格、型號(hào)及出廠日期等標(biāo)識(shí)的標(biāo)簽并加以包裝后既可出廠。而末通過測試的芯片則視其達(dá)到的參數(shù)情況定作降級(jí)品或廢品。

 

晶圓的生產(chǎn)工藝流程與芯片生產(chǎn)工藝流程

非常好我支持^.^

(120) 40.4%

不好我反對(duì)

(177) 59.6%

( 發(fā)表人:李倩 )

      發(fā)表評(píng)論

      用戶評(píng)論
      評(píng)價(jià):好評(píng)中評(píng)差評(píng)

      發(fā)表評(píng)論,獲取積分! 請(qǐng)遵守相關(guān)規(guī)定!

      ?