芯片制造工艺流程详解?

芯片知识 2024-07-02 浏览(0) 评论(0)
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一、芯片制造工艺流程详解?

1.

晶圆生产:晶圆是芯片制造的起点,它是由单晶硅棒切割而成,经过抛光、清洗等多个工序处理后制成。

2.

晶圆清洗:晶圆表面需要清洗干净,以去除表面的杂质和尘埃,同时保证晶圆表面的平整度和光洁度。

3.

晶圆上光:晶圆表面需要进行上光处理,以提高表面的光洁度和平整度。

4.

光刻:将光刻胶涂覆在晶圆表面,再通过光刻机对光刻胶进行曝光和显影,形成芯片的图形。

5.

蚀刻:对晶圆表面进行蚀刻处理,以去除光刻胶未覆盖区域的硅材料。

6.

清洗:对晶圆进行清洗,以去除未被蚀刻掉的光刻胶和硅材料的残留物。

7.

金属沉积:将金属沉积在晶圆表面,以形成电路的引线和电极。

8.

电镀:对芯片进行电镀,以提高芯片的导电性能。

9.

封装测试:将芯片封装成芯片模块,并进行测试,以验证芯片的电气性能和可靠性。

10.

成品测试:对芯片模块进行成品测试,以验证芯片模块的性能和可靠性

11.

以上是通用芯片制造工艺流程,不同的芯片制造工艺流程会有所不同,但基本上都会包括以上的步骤。

二、芯片的制造过程是什么?

  芯片制造的整个过程包括芯片设计、芯片制造、封装制造、测试等。芯片制造过程特别复杂。

  首先是芯片设计,根据设计要求,生成“图案”

  1、晶片材料

  晶片材料的成分是硅,硅又是由石英沙精制而成。将硅提纯后制成硅棒,成为制造集成电路的石英半导体材料。将其切片就是芯片制作具体需要的晶圆。

  2、晶圆涂层/膜

  晶圆涂层可以抵抗氧化和温度,其材料也是光阻的一种。

  3、晶圆光刻显影、蚀刻

  首先,在晶圆(或基板)表面涂覆一层光刻胶并干燥。干燥的晶片被转移到光刻机上。通过掩模,光将掩模上的图案投射到晶圆表面的光刻胶上,实现曝光和化学发光反应。曝光后的晶圆进行二次烘烤,即所谓曝光后烘烤,烘烤后的光化学反应更为充分。

  最后,显影剂被喷在晶圆表面的光刻胶上以形成曝光图案。显影后,掩模上的图案保留在光刻胶上。糊化、烘烤和显影都是在均质显影剂中完成的,曝光是在平版印刷机中完成的。均化显影机和光刻机一般都是在线操作,晶片通过机械手在各单元和机器之间传送。

三、自制芯片的主要内容?

(1)硅片制备。

首先是将硅从矿物中提纯并纯化,经过特殊工艺产生适当直径的硅锭。然后将硅锭切割成用于制造芯片的薄硅片。最后按照不同的定位边和沾污水平等参数制成不同规格的硅片。 本文讨论的主要内容就是硅片制备环节。

(2)芯片制造。

裸露的硅片到达硅片制厂,经过各种清洗、成膜、光刻、刻蚀和掺杂等步骤,硅片上就刻蚀了一整套集成电路。芯片测试/拣选。 芯片制造完后将被送到测试与拣选区,在那里对单个芯片进行探测和电学测试,然后拣选出合格的产品,并对有缺陷的产品进行标记。

(3)装配与封装。

硅片经过测试和拣选后就进入了装配和封装环节,目的是把单个的芯片包装在一个保护壳管内。 硅片的背面需要进行研磨以减少衬底的厚度,然后把一个后塑料膜贴附在硅片背面,再沿划线片用带金刚石尖的锯刃将硅片上每个芯片分开,塑料膜能保持芯片不脱落。在装配厂,好的芯片被压焊或抽空形成装配包,再将芯片密封在塑料或陶瓷壳内。

(4)终测。

为确保芯片的功能, 需要对每一个被封装的集成电路进行测试, 以满足制造商的电学和环节的特性参数要求。

四、芯片生产历史背景?

说起芯片的发展历史,基本上可以追溯到上世纪的五十年代,其实笔者想说的就是当时的仙童半导体,我们姑且称其为第一代芯片,后来的英特尔创始人就出自仙童公司,所以以英特尔为代表的这种通用型芯片,算是芯片产业的初期产品,但是这种产品的缺点是价格贵、研发周期长,而且针对某些垂直领域,其性能并不强悍,所以ASIC就诞生了,也就是定制芯片。

ASIC芯片可以根据客户的要求进行定制,所以这种芯片只能给定制的客户使用,不具有通用性,但是性能上更优秀,成本上也更低,这符合一些垂直领域客户的诉求,所以ASIC也迅速的占领了一部分市场,而在ASIC的基础上,又出现了FPGA,如果说ASIC被称之为第二代芯片技术,那么FPGA就可以称之为第三代了,但是FPGA的发展并没有ASIC那么快。

FPGA芯片其实也是一种定制芯片,但是其定制的特点是客户可以自行进行编程,而不是由芯片设计公司像ASIC芯片那样固化了,所以FPGA的研发周期更短,定制更加的灵活,成本也更低,但是早期,FPGA芯片的性能并不强,不过经过不断发展,目前FPGA已经解决了性能瓶颈的问题,我们看到芯片发展的速度越来越快,而根据笔者的猜测,或许第四代芯片会即将面世。

我们看到无论是英特尔的通用芯片还是ASIC或者FPGA芯片,都是一种两极化的解决方案,即要不就是什么指令都可以处理的通用型,要不就是只能处理单一功能的定制型,那么这两者就不能结合一下吗?笔者认为是有这种可能的,利用现在的AI技术,在FPGA的基础上,可以加入一个处理中心,处理中心连接多个可以处理不同功能的芯片,操作系统将不同的应用软件的指令编译后交给处理中心,处理中心分析处理后,选择最适合的功能芯片进行指令的执行,然后将处理结果再传送给操作系统,最终反馈到应用软件,展示给我们。

五、芯片是怎么做成的?

芯片制作方法

1.对沙子进行脱氧,提取沙子中的硅元素,这也是半导体制造产业的基础元素。

2.硅熔炼 ,通过多脱氧,熔炼,净化得到大晶体,就是大大的一坨,学名叫作硅锭。

3.把硅锭横向切割成圆形的单个硅片,也就是大家所说的晶圆,晶圆会进行抛光打磨,打磨甚至可以拿出来当镜子用的光滑度。

4.涂胶,在旋转过程中向晶圆上均匀的涂上一层薄薄的胶。