半导体是什么 带你了解半导体的一些知识

半导体在我们的生活中有着至关重要的地位，我们现在所享受到智能科技带来的生活和便捷都离不开半导体，下面一起了解一下什么是半导体吧。

半导体，顾名思义就是导电性介于导体和绝缘体之间的一类物体。通过杂质的掺入而改变材料的导电性能，这便是半导体技术的底层基础。由此延展，这一特性可以用来制作出各类具备不同IV特性（电流电压特性）的晶体管。将成万上亿只晶体管集成在一起，并实现一定的电路功能，便形成了集成电路。粗略地讲，集成电路经过设计、制造、封装、测试后便形成了一颗完整的芯片，它通常是一个可以立即使用的独立整体。

说到半导体，其实它的发现可以追溯到很久以前，早在1833年，英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加，但法拉第发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。后来人们又陆续发现了半导体的其他三种特性：光电伏特效应、光电导效应、整流效应。

常见的半导体材料有硅、锗、砷化镓等，而硅更是各种半导体材料中，在商业应用上最具有影响力的一种。物质存在的形式多种多样，固体、液体、气体、等离子体等。我们通常把导电性差的材料，如煤、人工晶体、琥珀、陶瓷等称为绝缘体。而把导电性比较好的金属如金、银、铜、铁、锡、铝等称为导体。可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体。

半导体的生产制造流程十分复杂，我们都知道半导体的主要成分是硅，而沙子正好就是硅组成的，由沙子到半导体这俩的跨越难度可想而知。简单来讲，半导体的生产制造流程主要分为硅片制造、晶圆制造、IC封测。

其中硅片制造：硅片制造的原料是硅锭，硅锭在要经历许多工艺步骤才能制成合乎要求的硅片，包括研磨、刻印定位槽、切片、磨片、倒角、刻蚀、抛光、清洗、检测和包装；晶圆制造：晶圆指制造半导体晶体管或集成电路的衬底。晶圆制造过程主要包括扩散、光刻、刻蚀、离子注入、薄膜生长、化学机械抛光、金属化七个相互独立的工艺流程；晶圆封测：导体封装测试是指将通过测试的晶圆按照产品型号及功能需求加工得到独立芯片的过程。晶圆封测过程主要包括晶圆电测、切割、贴片、引线键合、封装、老化测试。

半导体是科技发展中必不可少的东西，在当下大部分的电子产品，如计算机、移动电话或是数字录音机当中的核心单元都和半导体有着极为密切的关连。

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IC 生产流程与测试系统

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2 IC 生产流程与测试系统

2.1 IC 生产流程简介

你想知道精密的IC 芯片是如何从粗糙的硅矿石中诞生的吗？本节将为您揭开IC 制造的神秘面纱。

你知道吗？制造一块IC 芯片通常需要400 到500 道工序。但是概括起来说，它一般分为两大部分：前道

工序（front-end production）和后道工序（back-end production）。

[1] 前道工序

该过程包括：

(1) 将粗糙的硅矿石转变成高纯度的单晶硅。

(2) 在wafer 上制造各种IC 元件。

(3) 测试wafer 上的IC 芯片

[2] 后道工序

该过程包括：

(1) 对wafer 划片（进行切割）

(2) 对IC 芯片进行封装和测试

在制造过程中有数道测试步骤。其中，在前道工序中对IC 进行的测试，我们把它叫做wafer 测试。在后

道工序过程中对封装后的IC 芯片进行的测试，我们称之为封装测试。在有些情况下，wafer 测试也被放

在后道工序中，但在本文里，我们把wafer 测试归为前道测试。

半导体基础知识

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♦ADVANTEST

前道生产流程：

<1>硅棒的拉伸

将多晶硅熔解在石英炉中，然后依靠

一根石英棒慢慢的拉出纯净的单晶硅棒。

晶种

单晶硅

加热器

石英炉

熔融的硅

金刚石刀

单晶硅

抛光剂

Wafer

气体

加热器

Wafer

石英炉

<2>切割单晶硅棒

用金刚石刀把单晶硅棒切成一定的厚度

形成WAFER。

<3>抛光WAFER

WAFER 的表面被抛光成镜面。

<4>氧化WAFER 表面

WAFER 放在900 度——1100 度的氧化

炉中，并通入纯净的氧气，在WAFER 表面

形成氧化硅。

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滴上光刻胶

电极

电极

真空泵

反应气体

Wafer

Wafer

抛光板

研磨剂

光学掩模板

镜片

Wafer

移位

重复<5>到<9>，在

WAFER 上形成所需的

各类器件

<5>覆上光刻胶

通过旋转离心力，均匀地在WAFER

表面覆上一层光刻胶。

<6>在WAFER 表面形成图案

通过光学掩模板和曝光技术在

WAFER 表面形成图案。

<7>蚀刻

使用蚀刻来移除相应的氧化层。

<8>氧化、扩散、CVD 和注入离子

对WAFER 注入离子（磷、硼），然

后进行高温扩散，形成各种集成器件。

<9>磨平（CMP）

将WAFER 表面磨平。

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♦ADVANTEST

正极

负极

Wafer

进气

出气

芯片

Wafer

探针卡

信号

使用ADVANTEST 的

T6573 测试系统

<10>形成电极

把铝注入WAFER 表面的相应位置，

形成电极。

<11>WAFER 测试

对WAFER 进行测

试，把不合格的芯片

标记出来。

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后道生产流程：（对WAFER 测试合格的芯片进行下面的处理）