Panjelasan lengkap babagan proses manufaktur chip (1/2): saka wafer nganti kemasan lan tes

Manufaktur saben produk semikonduktor mbutuhake atusan proses, lan kabeh proses manufaktur dipérang dadi wolung langkah:pangolahan wafer - oksidasi - fotolitografi - etsa - deposisi film tipis - sesambungan - testing - pambungkus.

Langkah 1:Pangolahan wafer

Kabeh proses semikonduktor diwiwiti kanthi butir pasir! Amarga silikon sing ana ing pasir minangka bahan mentah sing dibutuhake kanggo ngasilake wafer. Wafer yaiku irisan bunder sing dipotong saka silinder kristal tunggal sing digawe saka silikon (Si) utawa gallium arsenide (GaAs). Kanggo ngekstrak bahan silikon kemurnian dhuwur, pasir silika, bahan khusus kanthi kandungan silikon dioksida nganti 95%, dibutuhake, sing uga minangka bahan baku utama kanggo nggawe wafer. Pengolahan wafer yaiku proses nggawe wafer ing ndhuwur.

Ingot casting

Kaping pisanan, pasir kudu dipanasake kanggo misahake karbon monoksida lan silikon ing njero, lan proses kasebut diulang nganti silikon kelas elektronik (EG-Si) kemurnian ultra-tinggi. Silikon kemurnian dhuwur leleh dadi cairan lan banjur solidifikasi dadi bentuk padat kristal tunggal, sing diarani "ingot", yaiku langkah pertama ing manufaktur semikonduktor.

Presisi manufaktur ingot silikon (pilar silikon) dhuwur banget, tekan tingkat nanometer, lan cara manufaktur sing akeh digunakake yaiku metode Czochralski.

Ingot cutting

Sawise langkah sadurunge rampung, sampeyan kudu ngethok rong ujung ingot kanthi gergaji berlian lan banjur dipotong dadi irisan tipis kanthi kekandelan tartamtu. Dhiameter irisan ingot nemtokake ukuran wafer. Wafer sing luwih gedhe lan luwih tipis bisa dipérang dadi unit sing luwih bisa digunakake, sing mbantu nyuda biaya produksi. Sawise nglereni ingot silikon, perlu kanggo nambah "wilayah datar" utawa "dent" tandha ing irisan-irisan kanggo nggampangake nyetel arah Processing minangka standar ing langkah sakteruse.

Polishing lumahing wafer

Irisan-irisan sing dipikolehi liwat proses pemotongan ndhuwur diarani "wafer gundhul", yaiku, "wafer mentah" sing durung diproses. Lumahing wafer gundhul ora rata lan pola sirkuit ora bisa dicithak langsung. Mulane, perlu kanggo mbusak cacat lumahing pisanan liwat mecah lan proses etsa kimia, banjur polish kanggo mbentuk lumahing Gamelan, lan banjur mbusak rereged ampas liwat reresik kanggo njupuk wafer rampung karo lumahing resik.

Langkah 2: Oksidasi

Peran proses oksidasi yaiku mbentuk film protèktif ing permukaan wafer. Nglindhungi wafer saka impurities kimia, ngalangi arus bocor saka ngetik sirkuit, ngalangi difusi sak implantasi ion, lan ngalangi wafer saka slipping sak etching.

Langkah pisanan saka proses oksidasi yaiku mbusak impurities lan rereged. Mbutuhake patang langkah kanggo mbusak bahan organik, impurities logam lan nguapake sisa banyu. Sawise ngresiki, wafer bisa diselehake ing lingkungan suhu dhuwur 800 nganti 1200 derajat Celsius, lan lapisan silikon dioksida (yaiku "oksida") dibentuk kanthi aliran oksigen utawa uap ing permukaan wafer. Oksigen nyebar liwat lapisan oksida lan bereaksi karo silikon kanggo mbentuk lapisan oksida kanthi kekandelan sing beda-beda, lan kekandelane bisa diukur sawise oksidasi rampung.

Oksidasi garing lan oksidasi udan Gumantung saka macem-macem oksidan ing reaksi oksidasi, proses oksidasi termal bisa dipérang dadi oksidasi garing lan oksidasi udan. Tilas nggunakake oksigen murni kanggo ngasilake lapisan silikon dioksida, sing alon nanging lapisan oksida tipis lan padhet. Sing terakhir mbutuhake oksigen lan uap banyu sing larut banget, sing ditondoi kanthi tingkat pertumbuhan sing cepet nanging lapisan pelindung sing relatif kandel kanthi kapadhetan sing sithik.

Saliyane oksidan, ana variabel liyane sing mengaruhi kekandelan lapisan silikon dioksida. Kaping pisanan, struktur wafer, cacat permukaan lan konsentrasi doping internal bakal mengaruhi tingkat generasi lapisan oksida. Kajaba iku, sing luwih dhuwur tekanan lan suhu sing diasilake dening peralatan oksidasi, luwih cepet lapisan oksida bakal diasilake. Sajrone proses oksidasi, uga perlu nggunakake lembaran goblok miturut posisi wafer ing unit kanggo nglindhungi wafer lan nyuda bedane derajat oksidasi.

Langkah 3: Photolithography

Photolithography kanggo "nyetak" pola sirkuit menyang wafer liwat cahya. Kita bisa ngerti minangka nggambar peta bidang sing dibutuhake kanggo manufaktur semikonduktor ing permukaan wafer. Sing luwih dhuwur fineness saka pola sirkuit, sing luwih dhuwur integrasi saka chip rampung, kang kudu ngrambah liwat teknologi photolithography majeng. Secara khusus, photolithography bisa dipérang dadi telung langkah: coating photoresist, exposure lan development.

Lapisan

Langkah pisanan nggambar sirkuit ing wafer yaiku kanggo nutupi photoresist ing lapisan oksida. Photoresist ndadekake wafer minangka "kertas foto" kanthi ngganti sifat kimia. Sing luwih tipis lapisan photoresist ing permukaan wafer, lapisan sing luwih seragam, lan pola sing luwih apik sing bisa dicithak. Langkah iki bisa ditindakake kanthi metode "spin coating". Miturut prabédan ing reaktivitas cahya (ultraviolet), photoresists bisa dipérang dadi rong jinis: positif lan negatif. Tilas bakal decompose lan ilang sawise cahya kanggo cahya, ninggalake pola saka wilayah unexposed, dene sing terakhir bakal polymerize sawise cahya lan nggawe pola bagean kapapar katon.

Paparan

Sawise film photoresist ditutupi ing wafer, printing sirkuit bisa rampung kanthi ngontrol cahya cahya. Proses iki diarani "paparan". Kita bisa milih cahya liwat peralatan cahya. Nalika cahya liwat topeng ngemot pola sirkuit, sirkuit bisa dicithak ing wafer ditutupi karo film photoresist ngisor.

Sajrone proses cahya, pola sing dicithak luwih apik, luwih akeh komponen sing bisa ditampung ing chip pungkasan, sing mbantu ningkatake efisiensi produksi lan nyuda biaya saben komponen. Ing lapangan iki, teknologi anyar sing saiki narik kawigaten akeh yaiku litografi EUV. Lam Research Group wis bebarengan ngembangaken teknologi photoresist film garing anyar karo mitra strategis ASML lan imec. Teknologi iki bisa ningkatake produktivitas lan ngasilake proses eksposur litografi EUV kanthi ningkatake resolusi (faktor kunci kanggo nyetel lebar sirkuit).

Pangembangan

Langkah sawise cahya kanggo nyemprotake pangembang ing wafer, tujuane kanggo mbusak photoresist ing area pola sing ora ditutup, supaya pola sirkuit sing dicithak bisa dicethakaké. Sawise pembangunan rampung, perlu dipriksa dening macem-macem peralatan pangukuran lan mikroskop optik kanggo njamin kualitas diagram sirkuit.

Langkah 4: Etching

Sawise fotolitografi diagram sirkuit rampung ing wafer, proses etsa digunakake kanggo mbusak film oksida sing berlebihan lan mung ninggalake diagram sirkuit semikonduktor. Kanggo nindakake iki, cairan, gas utawa plasma digunakake kanggo mbusak bagean keluwihan sing dipilih. Ana rong cara utama kanggo etsa, gumantung saka zat sing digunakake: etsa udan nggunakake solusi kimia tartamtu kanggo reaksi kimia kanggo mbusak film oksida, lan etsa garing nggunakake gas utawa plasma.

Etching udan

Etching udan nggunakake solusi kimia kanggo mbusak film oksida nduweni kaluwihan saka biaya murah, kacepetan etsa cepet lan produktivitas dhuwur. Nanging, etsa udan isotropik, yaiku, kecepatane padha ing arah apa wae. Iki nyebabake topeng (utawa film sensitif) ora bisa didadekake siji kabeh karo film oksida etched, dadi angel kanggo proses diagram sirkuit banget.

Etching garing

Etsa garing bisa dipérang dadi telung jinis. Kapisan yaiku etsa kimia, sing nggunakake gas etsa (utamane hidrogen fluorida). Kaya etsa udan, cara iki isotropik, tegese ora cocok kanggo etsa sing apik.

Cara kapindho yaiku sputtering fisik, sing nggunakake ion ing plasma kanggo impact lan mbusak lapisan oksida keluwihan. Minangka cara etsa anisotropik, etsa sputtering nduweni tingkat etsa sing beda ing arah horisontal lan vertikal, saengga kehalusane uga luwih apik tinimbang etsa kimia. Nanging, kerugian saka cara iki yaiku kacepetan etching alon amarga gumantung marang reaksi fisik sing disebabake tabrakan ion.

Cara katelu pungkasan yaiku reactive ion etching (RIE). RIE nggabungake rong cara pisanan, yaiku, nalika nggunakake plasma kanggo etsa fisik ionisasi, etsa kimia ditindakake kanthi bantuan radikal bebas sing diasilake sawise aktivasi plasma. Saliyane kacepetan etching ngluwihi rong cara pisanan, RIE bisa nggunakake karakteristik anisotropic ion kanggo entuk etsa pola tliti dhuwur.

Dina iki, etsa garing wis akeh digunakake kanggo ningkatake asil sirkuit semikonduktor sing apik. Ngramut keseragaman etsa wafer lengkap lan nambah kacepetan etsa kritis, lan peralatan etsa garing paling maju saiki ndhukung produksi logika lan chip memori sing paling maju kanthi kinerja sing luwih dhuwur.

VeTek Semiconductor minangka produsen profesional CinaTantalum Carbide Lapisan, Lapisan Silicon Carbide, Grafit khusus, Keramik Silicon Carbide KablanKeramik Semikonduktor liyane. VeTek Semiconductor setya nyedhiyakake solusi canggih kanggo macem-macem produk SiC Wafer kanggo industri semikonduktor.

Yen sampeyan kasengsem ing produk ndhuwur, please aran gratis kanggo hubungi kita langsung.  

Mob: +86-180 6922 0752

WhatsApp: +86 180 6922 0752

Email: anny@veteksemi.com