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小小一颗芯片需要经历哪些加工?

2024-08-22 08:58 来源: DT半导体

晶圆加工是指将由高纯度硅制成的圆形硅片(晶圆)进行一系列复杂的工艺处理,以制造出集成电路(芯片)的过程。那么芯片是怎么通过一系列加工获得的呢?接下来小编为大家一一介绍。

晶圆制造

晶圆是指将硅(Si)、砷化镓(GaAs)等生成的单 晶柱切成薄片的圆盘。大部分晶圆都是由沙子中提取的硅制成的。地球上有大量的硅,可以稳定供应, 并且硅具有无毒、环保的特点。具体包括:

制造锭:从沙子中提取硅,经过提纯工序,高温溶解硅原料,制造高纯度的硅溶液,并使其结晶凝固形成硅柱,即锭(Ingot)。

晶圆切割:将硅锭切割成均匀厚度的薄片,形成圆盘状的晶圆。晶圆的尺寸有150mm(6英寸)、200mm(8英寸)、300mm(12英寸)等。

晶圆表面抛光:对切割后的晶圆进行加工,使其表面光滑如镜,以消除切割后表面的瑕疵和粗糙度。

小小一颗芯片需要经历哪些加工?

图源:Samsung

晶圆加工

晶圆加工是整个工艺中成本最高,最复杂,也是最重要的一个环节。具体包括:

匀胶:在晶圆表面均匀涂抹一层光刻胶。 

光刻:使用光刻机通过精确的光线在光刻胶上刻出图案,使晶圆部分裸露出来。

沉积:在晶片上沉积薄膜材料以生成电子元件,可以通过化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)和原子层沉积(ALD)等技术实现。

刻蚀:用等离子体(干法)或化学溶剂(湿法)刻蚀裸露的晶圆,形成沟槽。   

离子注入:在沟槽中注入特定的离子,以改变材料的电学性质。  

化学机械抛光(CMP):对晶圆表面进行进一步的抛光处理。 

金属化:在晶圆表面沉积金属层,形成电路的导线部分。 

测试:对加工后的晶圆进行电学测试,确保其功能正常。

小小一颗芯片需要经历哪些加工?

图源:来源网络

切割和封装

芯片的切割和封装是半导体制造过程中的两个关键步骤,它们确保了芯片能够被正确地安装和使用在电子设备中。

切割:将加工好的晶圆切割成单个所需尺寸的芯片。这一过程通常使用精密的切割锯或激光进行,以确保切割的精确性和芯片的完整性。

封装:封装是将裸芯片(未封装的芯片)安装到一个保护性外壳中,以便于在电子设备中使用。

小小一颗芯片需要经历哪些加工?


晶圆加工是一个高度精密和自动化的过程,涉及多种专用设备和材料,对于现代电子设备的制造至关重要。每一步都需要严格的控制和精确的工艺,以确保最终产品的性能和质量。

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