新闻中心 Case

科普贴:芯片制造究竟有多难?

日期: 2020-08-20
浏览次数: 132

由于美国的制裁,华为的麒麟芯片可能成为绝唱。一直以来,国内主攻的是芯片设计,而非芯片制造。芯片制造工艺极其复杂,要求极高,是国内的一大弱项。那,芯片制造究竟有多难呢?

 

芯片的制造,可以大致分为以下几个阶段:原料制作、单晶生长和晶圆的制造、集成电路晶圆的生产、集成电路的封装。

 

一、材料准备

 

所有制备技术都是以单晶硅(通常为圆柱体)为起点,切割成硅晶圆。如图,业界常用英寸表示晶圆大小(1寸约为25mm),我们经常听到的8寸代工厂场、12寸代工厂场等所指的都是使用的硅晶圆材料的直径。

 

科普贴:芯片制造究竟有多难? 

 

二、氧化

 

主要是在硅晶圆的表面形成二氧化硅(SiO2)的工艺。氧化层为介质,不导电,可作为导电层之间的隔离层氧化层可以保护其覆盖的材料免受污染。

 

三、扩散

 

杂质原子由材料表面向材料内部运动的过程。通常发生在高温(800~1400度)。按半导体表面的杂质浓度分为两种基本扩散机制:第一种机制假定整个扩散过程中表面杂质源N0无穷多,此时杂质的分布是扩散时间的函数,这种机制称为无穷源扩散。第二种机制假定初始条件下材料表面的杂质源是有限的,在t=0时的值为N0。随着时间的增加,表面杂质的浓度将减少。NB表示半导体扩散前的杂质浓度。

 

四、离子注入

 

离子注入时特殊掺杂物(杂质)的离子在电场加速至很高的速度后注入到半导体材料中的工艺步骤。离子注入后需要退火用以激活杂质离子和修复离子注入过程造成的半导体晶格的物理破坏。

 

五、沉积

 

就是把不同材料的薄膜层沉积到硅晶圆上。包括蒸发沉积、溅射沉积、化学气相沉积、原子层沉积等(可见我之前文章:技术帖:薄膜沉积技术及原理的详细介绍)。主要用于介质层(氮化硅和氧化硅等)以及金属线(多晶硅、铜线等)的制备。

 

六、光刻与刻蚀

 

光刻的基本原理就是,部分的光刻胶首先会暴露在透过掩模版的紫外光(Ultravioletray,UV)一定的时间,在后续的显影过程中被紫外光照射过的光刻胶会溶解扩散至显影液中,掩模版上的图形也会因为这些步骤而被转移到晶圆或衬底的最顶层涂有光刻胶的层上。对于显影结束后未经过曝光的被光刻胶覆盖的部分可以作为阻挡层阻止进一步的后期工艺处理(如后期的刻蚀),由此实现了将掩模版上的图形转移至晶圆顶层或衬底上的过程。

 

七、晶圆测试

 

    在晶圆制造完成之后,一非常重要的步骤是测试。在测试过程中,每一个芯片的电性能力和电路功能都被检测到。晶圆测试也称为芯片测试。

 

    测试是可以实现以下三个目标。第一,在晶圆送到封装工厂之前,鉴别出合格的芯片;第二,对器件/电路的电性参数进行特性评估。工程师们需要监测参数的分布状态来保持工艺的质量水平;第三,芯片的合格品与不良品的核算,会给晶圆生产人员提供全面的业绩反馈。

 

八、集成电路的封装

 

    在封装过程中,晶圆被分成许多小芯片,合格的芯片被封装在一个保护壳内。也有一些种类的芯片无需封装而直接合成到电子系统中。

 

科普贴:芯片制造究竟有多难? 


今天科普文先到这里,欢迎关注宏旺半导体ICMAX,宏旺半导体在存储行业有十五年的经验,产品型号包含了eMMC、eMCP、UFS、UMCP、SPI、DDR、LPDDR、SSD、内存、TF卡等,应用于手持移动终端、消费类电子产品、电脑及周边、办公、汽车电子及工业控制等设备的各个领域。大家有关存储不懂的问题都可以来咨询。

 

 


Case / 相关案例
2022 - 06 - 13
芳菲歇去,清风起,荷香满四邻,夏木阴阴正可人在这草长莺飞,生机盎然的2022年盛夏宏旺微电子全资子公司汕尾市诺思特半导体有限公司历经三年地筹备,在各级政府和社会各界的支持下择良辰吉日,于6月10日隆重开业盛装启航在今朝,再赴万里向鹏程诺思特半导体已做好万全准备迎四海宾客,做天下生意 2022年6月10日,风调雨顺在鲜花装扮得盛典中在宾客地祝福与期待中在礼炮和悠扬的音乐声相互辉映中于此吉日...
2021 - 11 - 01
10月30-31日,在宏旺ICMAX董事长李斌先生的指导下,综合管理中心精心组织,周密部署,策划并实施宏旺ICMAX2021奋斗者 “穿越·征途”户外拓展训练!为期两天的户外活动,不仅是熔炼团队意志的凝聚共识之旅;也是宏旺着手下一阶段发展,事业迈上新台阶勇攀高峰的宣言之旅。0110月30日,天朗气清, 万里无云,南澳半岛远处的海面上泛着波光,东西冲海岸线郁郁葱葱峻峭多姿。随着宏旺全体队伍...
2021 - 09 - 30
2021ELEXCON深圳国际电子展暨嵌入式系统展圆满落幕,为期三天的展会,不仅是一场行业盛会,也是一个让更多人了解到不同领域国产化替代浪潮下技术实力的窗口。在此次展会同期举行的“创’芯’蓝海评奖”活动中,深圳市宏旺微电子有限公司(下简称宏旺ICMAX)荣获“存储突破奖”。 作为已有近30年历史的ELEXCON深圳国际电子展,一路见证了芯片从中国应用到中国创造升级拓展的全过程。国产芯片一...
2021 - 09 - 27
9月27日至29日,ELEXCON深圳国际电子展暨嵌入式系统展在深圳国际会展中心(宝安)举行,此次展会由博闻创意会展(深圳)有限公司主办。以“智能世界从这里起步,迈向智能设计-先进封测-供应链升级-生态圈”为主题,聚焦展示5G、物联网、国产芯片、嵌入式系统第三代半导体等技术新品和方案,同时现场还将举办20+场高峰论坛,邀请200+重磅专家演讲人,全力打造覆盖中国电子工程师与嵌入式开发者的年度嘉年华...
友情链接
Copyright ©2017 - 2020  深圳市宏旺微电子有限公司
犀牛云提供企业云服务
×