Panjelasan lengkap babagan proses manufaktur chip (2/2): 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 - interkoneksi - testing - kemasan.

Langkah 5: Deposisi film tipis

Kanggo nggawe piranti mikro ing chip, kita kudu terus-terusan nyetop lapisan film tipis lan mbusak bagean keluwihan kanthi etsa, lan uga nambah sawetara bahan kanggo misahake piranti sing beda. Saben transistor utawa sel memori dibangun langkah demi langkah liwat proses ing ndhuwur. "Film tipis" sing kita ucapake ing kene nuduhake "film" kanthi kekandelan kurang saka 1 mikron (μm, siji yuta meter) sing ora bisa diprodhuksi kanthi cara pangolahan mekanik biasa. Proses nempatake film sing ngemot unit molekul utawa atom sing dibutuhake ing wafer yaiku "deposisi".

Kanggo mbentuk struktur semikonduktor multi-lapisan, kita kudu nggawe tumpukan piranti, yaiku, tumpukan kaping pirang-pirang lapisan film tipis logam (konduktif) lan film dielektrik (insulating) ing permukaan wafer, lan banjur mbusak keluwihan. bagean liwat pangolahan etching bola kanggo mbentuk struktur telung dimensi. Teknik sing bisa digunakake kanggo proses deposisi kalebu chemical vapor deposition (CVD), atomic layer deposition (ALD), lan physical vapor deposition (PVD), lan cara nggunakake teknik kasebut bisa dipérang dadi deposisi garing lan udan.

Deposisi uap kimia (CVD)

Ing deposisi uap kimia, gas prekursor bereaksi ing kamar reaksi kanggo mbentuk film tipis sing ditempelake ing permukaan wafer lan produk sampingan sing dipompa metu saka kamar. Deposisi uap kimia sing ditingkatake plasma nggunakake plasma kanggo ngasilake gas reaktan. Cara iki nyuda suhu reaksi, dadi becik kanggo struktur sing sensitif suhu. Nggunakake plasma uga bisa nyuda jumlah deposisi, asring ngasilake film sing luwih dhuwur.

Deposisi lapisan atom (ALD)

Deposisi lapisan atom mbentuk film tipis kanthi mung nyimpen sawetara lapisan atom ing siji wektu. Tombol kanggo metode iki yaiku siklus langkah mandiri sing ditindakake kanthi urutan tartamtu lan njaga kontrol sing apik. Lapisan lumahing wafer kanthi prekursor minangka langkah pisanan, banjur gas-gas sing beda dienal kanggo reaksi karo prekursor kanggo mbentuk zat sing dikarepake ing permukaan wafer.

Deposisi uap fisik (PVD)

Minangka jeneng kasebut, deposisi uap fisik nuduhake pembentukan film tipis kanthi cara fisik. Sputtering minangka cara deposisi uap fisik sing nggunakake plasma argon kanggo ngetokake atom saka target lan nyelehake ing permukaan wafer kanggo mbentuk film tipis. Ing sawetara kasus, film sing disimpen bisa diobati lan ditingkatake liwat teknik kayata perawatan termal ultraviolet (UVTP).

Langkah 6: Interconnection

Konduktivitas semikonduktor ana ing antarane konduktor lan non-konduktor (yaiku insulator), sing ngidini kita ngontrol aliran listrik kanthi lengkap. Lithography basis wafer, proses etsa lan deposisi bisa mbangun komponen kayata transistor, nanging kudu disambungake kanggo ngaktifake transmisi lan nampa daya lan sinyal.

Logam digunakake kanggo interkoneksi sirkuit amarga konduktivitas. Logam sing digunakake kanggo semikonduktor kudu memenuhi syarat ing ngisor iki:

· Resistivitas rendah: Wiwit sirkuit logam kudu pass saiki, ing logam kudu resistance kurang.

· Stabilitas termokimia: Sifat bahan logam kudu tetep ora owah sajrone proses interkoneksi logam.

· linuwih dhuwur: Minangka teknologi sirkuit terpadu develops, malah jumlah cilik saka bahan logam interconnect kudu kekiatan cekap.

· Biaya produksi: Malah yen telung syarat pisanan ketemu, biaya materi dhuwur banget kanggo nyukupi kabutuhan produksi massal.

Proses interkoneksi utamane nggunakake rong bahan, aluminium lan tembaga.

Proses Sambungan Aluminium

Proses interkoneksi aluminium diwiwiti kanthi deposisi aluminium, aplikasi photoresist, cahya lan pangembangan, banjur etsa kanggo mbusak keluwihan aluminium lan photoresist sadurunge mlebu proses oksidasi. Sawise langkah-langkah ing ndhuwur rampung, proses fotolitografi, etsa lan deposisi diulang nganti interkoneksi rampung.

Saliyane konduktivitas banget, aluminium uga gampang kanggo photolithograph, etch lan simpenan. Kajaba iku, nduweni biaya sing murah lan adhesi sing apik kanggo film oksida. Kekurangane yaiku gampang korosi lan titik lebur sing sithik. Kajaba iku, kanggo nyegah aluminium saka reaksi karo silikon lan nyebabake masalah sambungan, celengan logam kudu ditambahake kanggo misahake aluminium saka wafer. Simpenan iki diarani "logam penghalang".

Sirkuit aluminium dibentuk kanthi deposisi. Sawise wafer lumebu ing ruang vakum, film tipis sing dibentuk dening partikel aluminium bakal nempel ing wafer. Proses iki diarani "deposisi uap (VD)", sing kalebu deposisi uap kimia lan deposisi uap fisik.

Proses Interkoneksi Tembaga

Nalika proses semikonduktor dadi luwih canggih lan ukuran piranti nyusut, kacepetan sambungan lan sifat listrik saka sirkuit aluminium ora cukup, lan konduktor anyar sing nyukupi syarat ukuran lan biaya dibutuhake. Alesan pisanan tembaga bisa ngganti aluminium amarga nduweni resistensi sing luwih murah, sing ngidini kacepetan sambungan piranti luwih cepet. Tembaga uga luwih dipercaya amarga luwih tahan kanggo electromigration, gerakan ion logam nalika arus mili liwat logam, tinimbang aluminium.

Nanging, tembaga ora gampang mbentuk senyawa, dadi angel kanggo nguap lan mbusak saka permukaan wafer. Kanggo ngatasi masalah iki, tinimbang etching tembaga, kita simpenan lan etch bahan dielektrik, kang mbentuk pola baris logam dumadi saka trenches lan vias ngendi needed, lan banjur isi kasebut "pola" karo tembaga kanggo entuk interconnection, proses disebut "damascene" .

Nalika atom tembaga terus nyebar menyang dielektrik, insulasi sing terakhir mudhun lan nggawe lapisan penghalang sing ngalangi atom tembaga saka difusi luwih lanjut. Lapisan wiji tembaga sing tipis banjur dibentuk ing lapisan penghalang. Langkah iki ngidini electroplating, yaiku ngisi pola rasio aspek dhuwur kanthi tembaga. Sawise ngisi, keluwihan tembaga bisa dicopot kanthi polishing mekanik kimia logam (CMP). Sawise rampung, film oksida bisa disimpen, lan keluwihan film bisa dibusak kanthi proses fotolitografi lan etsa. Proses ing ndhuwur kudu diulang nganti interkoneksi tembaga rampung.

Saka perbandingan ing ndhuwur, bisa dideleng yen prabédan antarane interkoneksi tembaga lan interkoneksi aluminium yaiku yen keluwihan tembaga dibusak dening logam CMP tinimbang etsa.

Langkah 7: Testing

Tujuan utama tes kasebut yaiku kanggo verifikasi manawa kualitas chip semikonduktor cocog karo standar tartamtu, supaya bisa ngilangi produk sing rusak lan nambah linuwih chip kasebut. Kajaba iku, produk cacat sing diuji ora bakal mlebu ing langkah kemasan, sing mbantu ngirit biaya lan wektu. Electronic die sorting (EDS) minangka metode tes kanggo wafer.

EDS minangka proses sing verifikasi karakteristik listrik saben chip ing negara wafer lan kanthi mangkono nambah asil semikonduktor. EDS bisa dipérang dadi limang langkah, kaya ing ngisor iki:

01 Pemantauan parameter listrik (EPM)

EPM minangka langkah pisanan ing uji coba chip semikonduktor. Langkah iki bakal nyoba saben piranti (kalebu transistor, kapasitor, lan dioda) sing dibutuhake kanggo sirkuit terpadu semikonduktor kanggo mesthekake yen paramèter listriké cocog karo standar. Fungsi utama EPM yaiku nyedhiyakake data karakteristik listrik sing diukur, sing bakal digunakake kanggo ningkatake efisiensi proses manufaktur semikonduktor lan kinerja produk (ora kanggo ndeteksi produk sing cacat).

02 Tes Tuwa Wafer

Tingkat cacat semikonduktor asale saka rong aspek, yaiku tingkat cacat manufaktur (luwih dhuwur ing tahap awal) lan tingkat cacat ing kabeh siklus urip. Tes tuwa wafer nuduhake tes wafer ing suhu tartamtu lan voltase AC / DC kanggo ngerteni produk sing bisa duwe cacat ing tahap awal, yaiku, kanggo nambah linuwih produk pungkasan kanthi nemokake cacat potensial.

03 Deteksi

Sawise tes tuwa rampung, chip semikonduktor kudu disambungake menyang piranti uji nganggo kertu probe, banjur tes suhu, kacepetan lan gerakan bisa ditindakake ing wafer kanggo verifikasi fungsi semikonduktor sing cocog. Deleng tabel kanggo katrangan langkah-langkah tes tartamtu.

04 ndandani

Repair minangka langkah tes sing paling penting amarga sawetara chip sing rusak bisa didandani kanthi ngganti komponen sing ana masalah.

05 Doting

Kripik sing gagal tes listrik wis diurutake ing langkah-langkah sadurunge, nanging isih kudu ditandhani kanggo mbedakake. Ing sasi, kita kudu menehi tandha Kripik rusak karo tinta khusus kanggo mesthekake yen padha bisa dikenali kanthi mripat wuda, nanging saiki sistem otomatis ngurutake miturut nilai data test.

Langkah 8: Packaging

Sawise sawetara pangolahan sadurunge, wafer bakal mbentuk Kripik kothak ukuran witjaksono (uga dikenal minangka "Kripik tunggal"). Bab sabanjure sing kudu ditindakake yaiku entuk chip individu kanthi nglereni. Kripik sing mentas dipotong banget rapuh lan ora bisa ngganti sinyal listrik, mula kudu diproses kanthi kapisah. Proses iki minangka kemasan, sing kalebu mbentuk cangkang protèktif ing njaba chip semikonduktor lan ngidini kanggo ngganti sinyal listrik karo njaba. Proses pengemasan kabeh dipérang dadi limang langkah, yaiku wafer sawing, lampiran chip tunggal, interkoneksi, molding lan testing packaging.

01 Wafer sawing

Kanggo ngethok keripik sing ora kaétung disusun saka wafer, kita kudu kanthi teliti "nggiling" mburi wafer nganti kekandelane nyukupi kabutuhan proses kemasan. Sawise mecah, kita bisa Cut bebarengan baris scribe ing wafer nganti chip semikonduktor dipisahake.

Ana telung jinis teknologi wafer sawing: nglereni blade, nglereni laser lan nglereni plasma. Blade dicing yaiku nggunakake agul-agul berlian kanggo ngethok wafer, sing rawan panas gesekan lan lebu lan kanthi mangkono ngrusak wafer. Laser dicing nduweni presisi sing luwih dhuwur lan bisa gampang nangani wafer kanthi kekandelan tipis utawa spasi baris scribe cilik. Plasma dicing nggunakake prinsip etsa plasma, saéngga teknologi iki uga bisa ditrapake sanajan jarak garis juru tulis cilik banget.

02 Lampiran Wafer Tunggal

Sawise kabeh Kripik dipisahake saka wafer, kita kudu masang Kripik individu (wafer siji) kanggo landasan (pigura timbal). Fungsi landasan yaiku kanggo nglindhungi chip semikonduktor lan bisa ngganti sinyal listrik karo sirkuit eksternal. Adhesives tape Cairan utawa ngalangi bisa digunakake kanggo masang Kripik.

03 Interkoneksi

Sawise masang chip menyang landasan, kita uga kudu nyambungake titik kontak loro kanggo entuk ijol-ijolan sinyal listrik. Ana rong cara sambungan sing bisa digunakake ing langkah iki: ikatan kabel nggunakake kabel logam tipis lan ikatan chip flip nggunakake blok emas bunder utawa blok timah. Ikatan kabel minangka cara tradisional, lan teknologi ikatan chip flip bisa nyepetake manufaktur semikonduktor.

04 Molding

Sawise ngrampungake sambungan chip semikonduktor, proses cetakan dibutuhake kanggo nambah paket menyang njaba chip kanggo nglindhungi sirkuit terpadu semikonduktor saka kahanan njaba kayata suhu lan kelembapan. Sawise cetakan paket digawe kaya sing dibutuhake, kita kudu nyelehake chip semikonduktor lan senyawa cetakan epoksi (EMC) menyang cetakan lan segel. Chip sing disegel minangka wangun pungkasan.

05 Test Packaging

Kripik sing wis duwe wujud pungkasan uga kudu lulus tes cacat pungkasan. Kabeh kripik semikonduktor rampung sing mlebu tes pungkasan yaiku kripik semikonduktor rampung. Dheweke bakal diselehake ing peralatan tes lan nyetel kahanan sing beda kayata voltase, suhu lan kelembapan kanggo tes listrik, fungsional lan kacepetan. Asil tes kasebut bisa digunakake kanggo nemokake cacat lan nambah kualitas produk lan efisiensi produksi.

Evolusi teknologi kemasan

Nalika ukuran chip suda lan syarat kinerja mundhak, kemasan wis ngalami akeh inovasi teknologi ing sawetara taun kepungkur. Sawetara teknologi lan solusi kemasan berorientasi ing mangsa ngarep kalebu panggunaan deposisi kanggo proses mburi mburi tradisional kayata kemasan tingkat wafer (WLP), proses bumping lan teknologi lapisan redistribusi (RDL), uga teknologi etsa lan reresik kanggo front-end. produksi wafer.

Apa kemasan canggih?

Kemasan tradisional mbutuhake saben chip dipotong saka wafer lan diselehake ing cetakan. Kemasan tingkat wafer (WLP) minangka jinis teknologi kemasan canggih, sing nuduhake langsung kemasan chip sing isih ana ing wafer. Proses WLP kanggo paket lan test pisanan, lan banjur misahake kabeh Kripik kawangun saka wafer ing siji wektu. Dibandhingake karo kemasan tradisional, kauntungan saka WLP yaiku biaya produksi sing luwih murah.

Kemasan canggih bisa dipérang dadi kemasan 2D, kemasan 2.5D lan kemasan 3D.

Kemasan 2D sing luwih cilik

Kaya sing kasebut sadurunge, tujuan utama proses kemasan kalebu ngirim sinyal chip semikonduktor menyang njaba, lan benjolan sing dibentuk ing wafer minangka titik kontak kanggo ngirim sinyal input / output. Bumps iki dipérang dadi fan-in lan fan-out. Tilas penggemar-shaped nang chip, lan pungkasan penggemar-shaped ngluwihi sawetara chip. Kita nelpon sinyal input / output I / O (input / output), lan nomer input / output diarani I / O count. I / O count minangka basis penting kanggo nemtokake cara kemasan. Yen jumlah I / O kurang, kemasan fan-in digunakake. Amarga ukuran chip ora owah akeh sawise kemasan, proses iki uga disebut kemasan skala chip (CSP) utawa kemasan skala chip tingkat wafer (WLCSP). Yen count I / O dhuwur, kemasan penggemar-metu biasane digunakake, lan lapisan redistribusi (RDLs) dibutuhake saliyane bumps kanggo ngaktifake nuntun sinyal. Iki minangka "kemasan tingkat wafer penggemar (FOWLP)."

2.5D packing

teknologi packaging 2.5D bisa sijine loro utawa luwih jinis Kripik menyang paket siji nalika ngidini sinyal kanggo routed laterally, kang bisa nambah ukuran lan kinerja paket. Cara kemasan 2.5D sing paling akeh digunakake yaiku nglebokake chip memori lan logika menyang paket siji liwat interposer silikon. Kemasan 2.5D mbutuhake teknologi inti kayata liwat-silikon vias (TSVs), benjolan mikro, lan RDL nada sing apik.

Kemasan 3D

Teknologi kemasan 3D bisa nglebokake loro utawa luwih jinis kripik dadi siji paket nalika ngidini sinyal diarahake kanthi vertikal. Teknologi iki cocok kanggo chip semikonduktor count I / O sing luwih cilik lan luwih dhuwur. TSV bisa digunakake kanggo Kripik karo aku dhuwur / count O, lan kabel iketan bisa digunakake kanggo Kripik karo kurang I / count O, lan wekasanipun mbentuk sistem sinyal kang Kripik sing disusun vertikal. Teknologi inti sing dibutuhake kanggo kemasan 3D kalebu teknologi TSV lan micro-bump.

Nganti saiki, wolung langkah manufaktur produk semikonduktor "pengolahan wafer - oksidasi - fotolitografi - etsa - deposisi film tipis - interkoneksi - tes - kemasan" wis dienalake kanthi lengkap. Saka "pasir" nganti "kripik", teknologi semikonduktor nindakake versi nyata "ngowahi watu dadi emas".

VeTek Semiconductor minangka produsen profesional CinaTantalum Carbide Coating, 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