半导体八大工艺哪个好

半导体八大工艺哪个好,第1张

半导体工艺技术有很多,每种工艺都有其特定的优势和劣势,没有一种工艺能够满足所有的应用需求,因此,选择哪种工艺是根据应用的具体要求而定的。

常见的半导体工艺有:晶圆切割、晶圆研磨、光刻、掩膜、熔融清洗、热处理、化学镀、接极等。

其中,晶圆切割、光刻、掩膜、熔融清洗、热处理、化学镀、接极等是半导体八大工艺,这八种工艺是半导体制造过程中最重要的工艺,也是最常用的工艺。

每种工艺都有其优势和劣势,没有一种工艺能够满足所有的应用需求,因此,选择哪种工艺是根据应用的具体要求而定的,没有哪一种工艺是最好的。

首先说明一下,半导体中所谓的工艺指得是IC在由设计文件生产成为实体的过程步骤和技术(这是我自己组织的语言,明白是什么意思就成了),比如你所说掺杂、注入、光刻、腐蚀都是现在比较流行也是传统的半导体生产工艺。 而扩展到集成电路上,这个“工艺”一般又多了一层“特征尺寸”的感念,比如人们常说“我这CPU是core2duo,用得是45nm的工艺”。当然现在最先进的工艺已经达到了30nm左右,甚至在实验室中有更低的数值得以实现.

至于你说的MOS,CMOS这些东西,我个人认为不能称之为“工艺”,而是电路组成形式。以CMOS为例,它的意思是“互补对称型MOS”,即电路中的基本单元是一个反向器(由一个NMOS和一个PMOS构成),--整个电路都是由这种单元组成,因此它是一种电路组成形式。

工艺和电路组成形式的对应关系是:CMOS为单极型工艺(口头上即称为COMS工艺,所以容易产生你的那种误解),是数字电路的代表;TTL电路形式为双极型工艺(口头上就是双极型),是模拟电路的代表。而前面所说的“掺杂、注入、光刻、腐蚀”多用于单极型工艺,双级型也类似但具体还是有些不同的。

die bond,wire bond则是封装工艺。

如果我去回答面试的那几个问题时,我基本上就从“特征尺寸”和工艺流程上说一下。中国大陆现在能做的最小工艺尺寸就是45nm(如INTEL的大连厂)了,要算上台湾的话,基本能做到世界最先进的水平(TCMC和中芯国际),不过知识产权是不是自己的就不好说了。第三个问题我会反问下考官是是指的电路形式还是工艺流程,因为现在有些企业负责的人自己业务都搞得不怎样,问问题也比较奇怪

我们在 ExtremeTech 上讨论了很多半导体工艺节点,但是从技术上讲,我们并不经常提及什么是半导体工艺节点 。 随着 Intel 的 10nm 节点进入生产阶段,对于半导体工艺节点的困惑越来越多了,而且对于台积电和三星的技术是不是优于英特尔(以及如果拥有的优势,他们拥有多少优势),也打上了问号。

半导体工艺节点通常以数字命名,后跟纳米的缩写:32nm,22nm,14nm等。CPU 的任何功能与节点名称之间没有固定的客观联系。半导体工艺节点的命名方式也并非总是如此,在大约 1960s-1990s ,节点是根据门的长度来命名的。IEEE 的这张图显示了这种关系:

长期以来,栅极长度(晶体管栅极的长度)和半间距(芯片上两个相同特征,如栅级,之间的距离的一半)与过程节点名称相匹配,但最后一次是 1997年 。半间距又连续几代与节点名匹配,但在实际意义上两者并没有什么关系。实际上,特征尺寸和芯片实际上的样子匹配,已经是很长很长时间之前的事情了。

如果我们达到几何比例缩放要求以使节点名称和实际特征尺寸保持同步,那么六年前我们就该将生产线降至 1nm 以下(这怎么可能嘛)。我们用来表示每个新节点的数字只是代工厂为了宣传选取的数字。早在2010年,ITRS(国际半导体技术发展蓝图,稍后对此组织进行详细介绍)把在每个节点上应用的技术集称为“等效扩展”(而不是几何扩展)。当我们接近纳米级的极限时,宣传可能会开始使用埃而不是纳米,或者可能会使用小数点。当我开始在这个行业工作时,通常会看到记者提到微米而不是纳米的工艺节点,例如 0.18微米或 0.13微米,而不是 180nm 或 130nm。

半导体制造涉及大量的资本支出和大量的长期研究。从论文采用新技术到大规模商业化生产之间的平均时间间隔为10到15年。几十年前,半导体行业认识到,如果存在针对节点引入的通用路线图以及这些节点所针对的特征尺寸,这对每个电子工业的参与方都是有利的。这将允许生产线上的不同位置的厂商同时克服将新节点推向市场遇到的难题。多年来,ITRS(国际半导体技术路线图)一直在发布该行业的总体路线图。这些路线图长达15年之久,为半导体市场设定了总体目标。

ITRS于1998-2015年发布。从2013年至2014年,ITRS重组为ITRS 2.0,他们很快意识到传统的推进方法遇到了理论创新的瓶颈,新组织的任务目标是为大学、财团和行业研究人员提供“未来的主要参考方向,以激发技术各个领域的创新”,这个目标也要求新组织大幅扩展其覆盖范围和覆盖范围。ITRS就此宣布退休了,成立了一个新的组织,称为IRDS(国际设备和系统路线图),其研究的范围大得多,涉及更广泛的技术。

范围和重点的转移反映了整个代工行业正在发生的事情。我们停止将栅极长度或半间距与节点大小绑定的原因是,它们要么停止缩小,要么缩小的速率减慢。作为替代方案,公司已经集成了各种新技术和制造方法,从而继续进行节点缩放。在40 / 45nm,GF和TSMC等公司推出了浸没式光刻技术。在32nm处引入了双图案。后栅极制造是28nm的功能。FinFET是由Intel在22nm处引入的,而其他公司则是在14 / 16nm节点处引入的。

公司有时会在不同的时间推出功能。AMD和台积电推出了40 / 45nm浸没式光刻技术,但英特尔等到32nm才使用该技术,并选择首先推出双图案。GlobalFoundries和台积电开始在32 / 28nm使用更多的双图案。台积电在28nm处使用后栅极构造,而三星和GF使用先栅极技术。但是,随着进展变得越来越慢,我们已经看到公司更加依赖于营销,拥有更多定义的“节点”。像三星这样的公司,没有像以前一样瀑布式下降节点名字(90、65、45),而是给不同的工艺节点起了数字部分相同的名字:

我认为您可以吐槽该产品名称不明不白,因为除非您有清晰的图表,否则很难分辨哪些流程节点是早期节点的演变变体。

尽管节点名称不 依赖 于任何特征尺寸,并且某些特征尺寸已停止缩小,但半导体制造商仍在寻找改善关键指标的方法。这是真正的技术进步。但是,由于现在很难获得性能上的优势,并且更小的节点需要更长的开发时间,因此公司正在尝试更多所谓的改进实验。例如,三星正在准备比以前更多的节点名称。那是某种营销策略,而不是他们真的能做出来多么超前的改进。

因为英特尔10纳米制程的制造参数非常接近台积电和三星用于7纳米制程的值。下面的图表来自WikiChip,但它结合了英特尔10nm节点的已知功能尺寸和台积电和三星7nm节点的已知功能尺寸。如您所见,它们非常相似:

delta 14nm / delta 10nm列显示了每个公司从其上一个节点开始将特定功能缩小的程度。英特尔和三星的最小金属间距比台积电更严格,但是台积电的高密度SRAM单元比英特尔小,这可能反映了台湾代工厂的不同客户的需求。同时,三星的单元甚至比台积电的单元还要小。总体而言,英特尔的10nm工艺达到了许多关键指标,台积电和三星都将其称为7nm。

由于特定的设计目标,单个芯片可能仍具有偏离这些尺寸的功能。制造商提供的这些数字是给定节点上的典型预期实现方式,不一定与任何特定芯片完全匹配。

有人质疑英特尔的10nm +工艺(用于Ice Lake)在多大程度上达到了这些宣传的指标(我相信这些数字是针对Cannon Lake发布的)。的确,英特尔10纳米节点的预期规格可能会略有变化,但14纳米+也是14纳米的调整,10nm+肯定比14nm工艺有非常大的改进。英特尔已经表示,一定会把10nm工艺节点的晶体管密度相对14nm增加2.7倍作为目标,因此我们将推迟任何有关10nm +可能略有不同的猜测。

理解新流程节点的含义的最佳方法是将其视为总括性术语。当一家代工厂商谈论推出一个新的流程节点时,他们所说的其实是:

“我们创建了具有更小特征和更严格公差的新制造工艺。为了实现这一目标,我们集成了新的制造技术。我们将这组新的制造技术称为流程节点,因为我们想要一个总括的术语,向大众传递我们改进了某些具体的工艺参数。”

关于该主题还有其他问题吗?将它们放到下面,我会回答他们。


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/dianzi/9212809.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-04-26
下一篇 2023-04-26

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存