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半导体制程

半导体制程4 大步骤一目了然


1. IC 设计:

预先规划芯片的功能,功能包含算术逻辑、记忆功能、 浮点运算、 数据传输,各功能分布在芯片上各区域,并制作所需的电子元件,工程师使用硬件描述语言(HDL)设计电路图,在将 HDL 程序码放入自动化电子设计工具(EDA Tool),计算机把程序码转换成电路图。

2. 晶圆制造:

将硅纯化、溶解成液态,从中拉成柱状的硅晶柱,上面有一格一格的硅晶格,将晶体管放置在硅晶格上,硅晶格的排列是安装电子元件的重要关键,硅晶柱拉起的速度、温度影响硅晶柱的质量,尺寸越大,技术难度就越高,12 吋晶圆厂也相对 8 吋晶圆厂制程更加先进,制程是技术,但良率才是最关键 Know-how,晶圆厂使用钻石刀将整条硅晶柱切成薄片,经过抛光后就变成『晶圆』,也就是芯片的机板,灰尘对这些晶圆造成严重的威胁,故制造人员进入无尘室之前,皆需穿戴防尘衣、清洗身体采去预防措施,晶圆制造比手术室干净十万倍。

3. 光刻制作:

一大张电路设计图,缩小并压印到硅晶圆上,靠的就是光学原理。

IC 设计图以电子束刻在石英片上,成为光罩,将光罩上的设计图缩小至晶圆上,与洗相片原理相同,『光罩』如同照相底片,而『晶圆』就像照片纸,预先将晶圆涂上一层光阻(相片感光材料),透过紫外光照射与凸透镜聚光效果,将光罩上的电路结构缩小并烙印在晶圆上,光罩上图形的细致度是影响芯片质量的关键。

光刻制程结束后,工程师在晶圆上加入离子,透过注入杂质到硅的结构中控制导电性与一连串的物理过程,制造出晶体管。待晶圆上的晶体管、二极管等电子元件制作完成后,将铜倒入凹槽中形成精密的接线,使许多的晶体管连起来。

4. 封装与测试:

晶圆完成后送到封装厂,会切割成一片一片的裸晶,由于裸晶小而薄,非常容易刮伤,故将裸晶安装在导线架上,外面装上绝缘的塑胶体或陶瓷外壳,印上委托制造公司的标志,最后进行芯片测试,将不良品挑出,芯片就此完成。


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