台湾有非常多芯片制造商,不知道你说的是哪个
台积电,全球最大的芯片制造商,占全球芯片产能的1/5,高端芯片领域占据全球60%以上产能。芯片代工市场份额高达54%,英特尔,AMD,英伟达,高通,联发科,博通,索尼,苹果,恩智浦......你听说过的,没听说过的芯片品牌都是台积电的客户。台积电2020年提交给台湾证券交易所的财报显示,公司为480多个客户制造超过9000种不同类型芯片。2020年营收1.34万亿新台币。
联电,全球第二大芯片制造商,芯片代工市场份额约9%。最先进制程为14nm,在28nm的HKMG工艺上仅次于台积电,在28nm节点上具有极强的竞争力,也是韩国三星的CIS芯片制造商。最近收购了日本富士通半导体,12英寸晶圆厂增加2座,并且借助日本富士通在汽车电子的技术已杀入车用芯片领域。2020年营收1768亿新台币。
力积电,曾经的力晶,目前是全球第六大芯片制造商,市场份额约2%。力积电(力晶)曾经是一家做DRAM芯片(内存)的厂商,因为DRAM价格崩盘,2012年时负债千亿,股价跌至0.29元被台湾证交所下市。经过多年转型,力积电不仅还清负债,还获得苹果公司触控芯片的订单,2020年底重新登陆兴柜交易,股价最高达88元,上涨303倍,是业界津津乐道的话题。力积电目前最先进的制程为20nm,特色是提供专业的记忆体代工服务,比如DRAM,NOR Flash,NAND Flash等,也是唯一具有铝制程技术的晶圆代工厂。其客户多为生物科技公司(生物芯片代工),AI公司等。该公司目前在新竹铜锣园区兴建2座12英寸晶圆厂,是中芯国际的劲敌。2020年营收645亿新台币。
世界先进,是台积电的子公司,也是特殊制程的领导厂商。但特殊制程多用于军事,工业领域,不如民用制程赚钱,所以该公司目前是全球第八大芯片制造商,占整个半导体制造市场份额不足1%。世界先进主要的产品是高压制程(High Voltage)、超高压制程(Ultra High Voltage)、BCD(Bipolar CMOS DMOS)制程、SOI(Silicon on Insulator)制程、混合信号制程(Mixed-Signal)、类比信号制程(Analog)、HPA(High Precision Analog)制程等等,是军工和工业领域非常重要的半导体公司,例如高铁使用的IGBT元件就是该公司制造。公司主要的晶圆厂都是8英寸晶圆厂,最近收购了美国格罗方德公司位于新加坡的一座晶圆厂,产能得到极大提升,产品也跨足了MEMS(微机电)产品。2020年营收331亿新台币。
稳懋,是全球最大的三五族化合物厂商,其核心技术是异质接面双极性电晶体(HBT)和应变式异质接面高迁移率电晶体(pHEMT)。这两项技术主要运用于2G/3G/4G/5G和WIFI通讯,卫星通讯(SATCOM and VSAT),OC-768, OC-192光线通讯,3D感测,GPS全球定位系统,AESA主动相控阵列雷达等。该公司目前是全球第十大芯片制造商,市场份额约0.7%,其客户主要是通讯,光电,军工厂商,例如AVAGO(安华高半导体,全球最大的光电芯片品牌厂),Raytheon(雷神公司,美军主要的导d,电子设备供应商)。2020年营收254亿新台币,公司目前在高雄科学园区计划兴建大型晶圆厂。
华邦电,这家公司业务很杂,主要做记忆体(DRAM和NOR Flash),其NOR Flash市场份额世界第一,DRAM份额仅0.7%,但其客户群后台非常硬,比如索尼,谷歌,爱立信(电信基地台专用DRAM),都是定制化产品,市面上基本找不到华邦电的民用DRAM。华邦电还有MCU(微控制器)业务,MCU是电机,家电,智能仪表,汽车,工业控制器等领域有广泛应用。另外华邦电也提供晶圆代工服务,华邦电拥有2座12英寸晶圆厂。近期华邦电收购了日本松下半导体(PSCS),另外在高雄科学园区兴建12英寸晶圆厂,预计2021年第二季就要开始量产,未来会成为非常重要的一家半导体新贵势力。2020年营收为607亿新台币。
其他的半导体公司还有很多,我不一一介绍了。
外延(Epitaxy, 简称Epi)工艺是指在单晶衬底上生长一层跟衬底具有相同晶格排列的单晶材料,外延层可以是同质外延层(Si/Si),也可以是异质外延层(SiGe/Si 或SiC/Si等);同样实现外延生长也有很多方法,包括分子束外延(MBE),超高真空化学气相沉积(UHV/CVD),常压及减压外延(ATM &RP Epi)等等。本文仅介绍广泛应用于半导体集成电路生产中衬底为硅材料的硅(Si)和锗硅(SiGe)外延工艺。根据生长方法可以将外延工艺分为两大类(表1):全外延(Blanket Epi)和选择性外延(Selective Epi, 简称SEG)。工艺气体中常用三种含硅气体源:硅烷(SiH4),二氯硅烷(SiH2Cl2, 简称DCS) 和三氯硅烷(SiHCl3, 简称TCS);某些特殊外延工艺中还要用到含Ge和C的气体锗烷(GeH4)和甲基硅烷(SiH3CH3);选择性外延工艺中还需要用到刻蚀性气体氯化氢(HCl),反应中的载气一般选用氢气(H2)。 外延选择性的实现一般通过调节外延沉积和原位(in-situ)刻蚀的相对速率大小来实现,所用气体一般为含氯(Cl)的硅源气体DCS,利用反应中Cl原子在硅表面的吸附小于氧化物或者氮化物来实现外延生长的选择性;由于SiH4不含Cl原子而且活化能低,一般仅应用于低温全外延工艺;而另外一种常用硅源TCS蒸气压低,在常温下呈液态,需要通过H2鼓泡来导入反应腔,但价格相对便宜,常利用其快速的生长率(可达到5 um/min)来生长比较厚的硅外延层,这在硅外延片生产中得到了广泛的应用。IV族元素中Ge的晶格常数(5.646A与Si的晶格常数(5.431A差别最小,这使得SiGe与Si工艺易集成。在单晶Si中引入Ge形成的SiGe单晶层可以降低带隙宽度,增大晶体管的特征截止频率fT(cut-off frequency),这使得它在无线及光通信高频器件方面应用十分广泛;另外在先进的CMOS集成电路工艺中还会利用Ge跟Si的晶格常数失配(4%)引入的晶格应力来提高电子或者空穴的迁移率(mobility),从而增大器件的工作饱和电流以及响应速度,这正成为各国半导体集成电路工艺研究中的热点。由于本征硅的导电性能很差,其电阻率一般在200ohm-cm以上,通常在外延生长的同时还需要掺入杂质气体(dopant)来满足一定的器件电学性能。杂质气体可以分为N型和P型两类:常用N型杂质气体包括磷烷(PH3)和砷烷(AsH3),而P型则主要是硼烷(B2H6)。硅及锗硅外延工艺在现代集成电路制造中应用十分广泛,概括起来主要包括:1.硅衬底外延:硅片制造中为了提高硅片的品质通常在硅片上外延一层纯净度更高的本征硅;或者在高搀杂硅衬底上生长外延层以防止器件的闩锁(latch up)效应。2.异质结双极晶体管(Hetero-junction Bipolar Transistor,简称HBT)基区(base)异质结SiGe外延(图1):其原理是在基区掺入Ge组分,通过减小能带宽度,从而使基区少子从发射区到基区跨越的势垒高度降低,从而提高发射效率γ, 因而,很大程度上提高了电流放大系数β。在满足一定的放大系数的前提下,基区可以重掺杂,并且可以做得较薄,这样就减少了载流子的基区渡越时间,从而提高器件的截止频率fT (Cut-Off Frequency),这正是异质结在超高速,超高频器件中的优势所在。 3.CMOS源(source)漏(drain)区选择性Si/SiGe外延:进入90nm工艺时代后,随着集成电路器件尺寸的大幅度减小,源漏极的结深越来越浅,需要采用选择性外延技术 (SEG)以增厚源漏极(elevated source/drain)来作为后续硅化(silicide)反应的牺牲层(sacrificial layer) (图2),从而降低串联电阻,有报道称这项技术导致了饱和电流(Idsat)有15%的增加。 而对于正在研发中的65/45nm技术工艺,有人采用对PMOS源漏极刻蚀后外延SiGe层来引入对沟道的压应力(compressive stress) (图3),以提高空穴(hole)的迁移率(mobility),据报道称实现了饱和电流(Idsat)35%的增加。 应变硅(strain silicon)外延:在松弛(relaxed)的SiGe层上面外延一层单晶Si,由于Si跟SiGe晶格常数失配而导致Si单晶层受到下面SiGe层的拉伸应力(tensile stress)而使得电子的迁移率(mobility)得到提升(图4),这就使得NMOS在保持器件尺寸不变的情况下饱和电流(Idsat)得到增大,而Idsat的增大意味着器件响应速度的提高,这项技术正成为各国研究热点。一般而言,一项完整的外延工艺包括3个环节:首先,根据需要实现的工艺结果对硅片进行预处理,包括去除表面的自然氧化层及硅片表面的杂质,对于重搀杂衬底硅片则必须考虑是否需要背封(backseal)以减少后续外延生长过程中的自搀杂。然后在外延工艺过程中需要对程式进行优化,如今先进的外延设备一般为单片反应腔,能在100秒之内将硅片加热到1100℃以上,利用先进的温度探测装置能将工艺温度偏差控制在2度以内,反应气体则可通过质量流量计(MFC)来使得流量得到精准控制。在进行外延沉积之前一般都需要H2烘烤(bake)这一步,其目的在于原位(in-situ)去除硅片表面的自然氧化层和其他杂质,为后续的外延沉积准备出洁净的硅表面状态。 最后在外延工艺完成以后需要对性能指标进行评估,简单的性能指标包括外延层厚度和电特性参数, 片内厚度及电特性均匀度(uniformity),片与片间的重复性(repeatability),杂质颗粒(particle)数目以及污染(contamination);在工业生产中经常要求片内膜厚及电性的均匀度<1.5%(1σ),对硅片厂家来说经常还要考查外延层的扩展电阻率曲线(SRP)以确定是否有污染存在及污染物杂质的量。特别地,对于SiGe工艺我们经常还需要测量Ge的含量及其深度分布,对于有搀杂的工艺我们还需要知道搀杂原子的含量及深度分布。另外晶格缺陷(defect)也是我们必须考虑的问题,一般而言,常常出现的有四种缺陷,包括薄雾(haze),滑移线(slip line), 堆跺层错(stacking fault) 和穿刺(spike),这些缺陷的存在对器件性能有很大影响,可以导致器件漏电流增大甚至器件完全失效而成为致命缺陷(killer effect)。一般来讲消除这些缺陷的办法是检查反应腔体漏率是否足够低(<1mTorr/min),片内工艺温度分布是否均匀,承载硅片的基座或准备的硅片表面是否洁净、平坦等。经过外延层性能指标检测以后我们还需要对外延工艺进一步优化,以满足特定器件的工艺要求。硅衬底外延:硅片制造中为了提高硅片的品质通常在硅片上外延一层纯净度更高的本征硅;或者在高搀杂硅衬底上生长外延层以防止器件的闩锁(latch up)效应。欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出
评论列表(0条)