集成电路是怎样制造出来

集成电路是怎样制造出来,第1张

集成电路的制作过程分为以下步骤:

1、首先,晶圆制造厂会将硅纯化,溶解成液态,从中拉出柱状的硅晶柱。一边旋转一边成型,旋转拉起的速度以及温度的控制影响到整体质量。晶柱切成薄片,经过抛光后,变成晶圆。

2、硅纯度,拉晶速度与温度控制,晶圆会在无尘的状态下送到无尘室并分装到密封的容器中,

3、光罩制作。光罩厂会将完成的光罩送进晶圆厂。晶圆上面会事先涂上一层光阻,透过紫外光的照射与凸透镜聚光效果。光罩上的电路结构被缩小并烙印在晶圆上,最后印在晶圆上的半导体回路会从光罩的1微米,变为0.1微米。光刻制程结束后,工程师会在晶圆上加入离子。透过注入杂质到硅的结构中控制导电性,与一连串的物理过程,制造出电晶体。

4、待晶圆上的电晶体,二极体等电子元件制作完成后,工程师将铜倒入沟槽中,形成精细的接线。将许多电晶体连结起来。导线连接了数亿个电晶体,即可制作成大型集成电路。

半导体产业开始于上世纪。随着 1947 年固体晶体管的发明, 半导体行业已经获得了长足发展, 之后的发展方向是引入了集成电路和硅材料。集成电路将多个元件结合在了一块芯片上,提高了芯片性能、降低了成本。随着硅材料的引入,芯片工艺逐步演化为器件在硅片上层以及电路层的衬底上淀积。

芯片制造主要有五大步骤:硅片制备、芯片制造、芯片测试与挑选、装配与封装、终测。

芯片制造主要有五大步骤_国内硅片制造商迎来春天

芯片制造的五大步骤

(1)硅片制备。

首先是将硅从矿物中提纯并纯化,经过特殊工艺产生适当直径的硅锭。然后将硅锭切割成用于制造芯片的薄硅片。最后按照不同的定位边和沾污水平等参数制成不同规格的硅片。 本文讨论的主要内容就是硅片制备环节。

(2)芯片制造。

裸露的硅片到达硅片制厂,经过各种清洗、成膜、光刻、刻蚀和掺杂等步骤,硅片上就刻蚀了一整套集成电路。芯片测试/拣选。 芯片制造完后将被送到测试与拣选区,在那里对单个芯片进行探测和电学测试,然后拣选出合格的产品,并对有缺陷的产品进行标记。

(3)装配与封装。

硅片经过测试和拣选后就进入了装配和封装环节,目的是把单个的芯片包装在一个保护壳管内。 硅片的背面需要进行研磨以减少衬底的厚度,然后把一个后塑料膜贴附在硅片背面,再沿划线片用带金刚石尖的锯刃将硅片上每个芯片分开,塑料膜能保持芯片不脱落。在装配厂,好的芯片被压焊或抽空形成装配包,再将芯片密封在塑料或陶瓷壳内。

(4)终测。

为确保芯片的功能, 需要对每一个被封装的集成电路进行测试, 以满足制造商的电学和环节的特性参数要求。

硅片制作的工艺流程

硅片制备之前是制作高纯度的半导体级硅(semiconductor-grade silicon, SGS),也被称为电子级硅。 制备过程大概分为三步,第一步是通过加热含碳的硅石(SiO2) 来生成气态的氧化硅 SiO;第二步是用纯度大概 98%的氧化硅,通过压碎和化学反应生产含硅的三氯硅烷气体(SiHCl3); 第三步是用三氯硅烷经过再一次的化学过程,用氢气还原制备出纯度为 99.9999999%的半导体级硅。

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半导体硅的生产过程

对半导体级硅进一步加工得到硅片的过程被称为硅片制备环节。 硅片制备包括晶体生长、整型、切片、抛光、清洗和检测等步骤,通过单晶硅生长、 机械加工、化学处理、表面抛光和质量检测等环节最终生产出符合条件的高质量硅片。


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