详解完整的芯片制造的过程
芯片制造的整个过程包括且不限于芯片设计、芯片制造、封装制造、测试等。芯片制造过程特别复杂。首先在于芯片设计,根据设计要求,生成设计图,方案也是很关键的。方向必须要有足够的经验积累。
详解完整的芯片制造的过程
1、晶片材料是基础
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类型。
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。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。曝光显影系统是封闭的,晶片不直接暴露在周围环境中,以减少环境中有害成分对光刻胶和光化学反应的影响。这样就得到我们所需要的二氧化硅基础产品。
详解完整的芯片制造的过程
4、添加杂质操作
相应的p和n半导体是通过向晶圆中注入离子而形成的。
具体工艺是从硅片上的裸露区域开始,将其放入化学离子混合液中。这一工艺将改变掺杂区的到方式,使每个晶体管都能打开、关闭或携带数据。这时候将这**程不断的重复,不同层可通过开启窗口联接起来。这一点类似所层PCB板的制作制作原理。 更为复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层。这时候通过重复光刻以及上面流程来实现,形成一个立体的结构。
5、晶圆测试测验
经过上面的几道工艺之后,晶圆上就形成了一个个格状的晶粒。通过针测的方式对每个晶粒进行电气特性检测。一般来说,每个芯片都有大量的晶粒,组织一次针测试模式是非常复杂的过程,这就要求尽可能批量生产相同规格型号的芯片。数量越大,相对成本就越低,这也是主流芯片器件造价低的一个因素。
详解完整的芯片制造的过程
6、封装技术
将制造完成晶圆固定,绑定引脚,按照需求去制作成各种不同的封装形式,这就是同种芯片内核可以有不同的封装形式的原因。例如:DIP、QFP、PLCC、QFN等,这主要取决于用户的应用习惯、应用环境、市场形态等外围因素等。
7、测试和包装技术
以上工艺流程以后,芯片生产就已经全部完成了。接下来就是测试芯片,去除有缺陷的产品并包装。芯片的制作过程非常复杂,文字表述难免会有不清楚的地方,建议大家*好去工厂实地看看芯片是如何去制作的。软硬件的结合必须要基于硬件的根基。