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: 34

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
2020 - 09 - 07
如今,随着移动设备技术的更新迭代,越来越多的人开始关注到手机存储这一块,LPDDR也进入大家的视线。也有小伙伴会有疑惑,LPDDR比DDR功耗更低,而且性能也更好,况且LPDDR的采购成本并不比DDR高,那为什么LPDDR不能全面替代DDR呢?   在解答这个疑惑之前,首先要了解什么是DDR、LPDDR。宏旺半导体之前说过,DDR全称Double Data Rate双...
2020 - 09 - 03
相比于之前的疫情,此次韩国的疫情反弹其态势明显更加迅猛,甚至有超过先前国内疫情的趋势。在韩国疫情出现反弹的七天时间里,确诊人数就创了新高,达到了1500多例,并且每天的新增人数都达到几百例,仅仅在8月26日当天,新增确诊病例就高达441例,成为时隔五个月单日新增最高数据。      与此同时,三星、海力士半导体企业等出现了确诊病例,三星更加证实了位于韩国华城...
2020 - 09 - 01
“加油”、“加油”……继上次户外拓展运动圆满落幕后,8月29日,宏旺半导体综合管理中心又组织了职工拔河比赛,在一声声地呐喊中,这个周末变得更加火热和欢乐。   在综合管理中心人事行政总监Eden讲解完比赛规则后,公司组成的四支队伍陆续上场加油打气,四支队伍分别是: 童总Charles带领的“还有谁队”,他们的口号:东风吹,战鼓擂,还有谁! ...
2020 - 08 - 28
如果把CPU比作大脑的话,那么硬盘就是储存能量的地方。如今随着闪存技术的进步和生产制造成本的降低,固态硬盘的普及度大大提升。不论是游戏发烧友,还是线上直播、视频,越来越多的人对高性能、高容量的SSD有着强大的需求。 固态硬盘究竟是个啥? 殊不知在几年前,固态硬盘还是一个高端的代名词,机械硬盘称霸江湖。机械硬盘是靠内部的磁盘来存储数据,电脑上的各个文件就分散存储在磁盘的各个扇区中...
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
×