半导体中名词“wafer”“chip”“die”的联系和区别是什么?

半导体中名词“wafer”“chip”“die”的联系和区别是什么?,第1张

一、名词解释:

wafer:晶圆;是指硅半导体集成电路制作所用的硅晶片,由于其形状为圆形。

chip:芯片;是半导体元件产品的统称。

die:裸片 ;是硅片中一个很小的单位,包括了设计完整的单个芯片以及芯片邻近水平和垂直方向上的部分划片槽区域。

二、联系和区别:

                                                            一块完整的wafer

wafer为晶圆,由纯硅(Si)构成。一般分为6英寸、8英寸、12英寸规格不等,晶片基于wafer上生产出来。Wafer上一个小块晶片晶圆体学名die,封装后成为一个颗粒。一片载有Nand Flash晶圆的wafer首先经过切割,测试后将完好的、稳定的、足容量的die取下,封装形成日常所见的Nand Flash芯片。

                                                     die和wafer的关系

品质合格的die切割下去后,原来的晶圆成了下图的样子,是挑剩下的Downgrade Flash Wafer。残余的die是品质不合格的晶圆。黑色的部分是合格的die,会被原厂封装制作为成品NAND颗粒,而不合格的部分,也就是图中留下的部分则当做废品处理掉。

                                                          筛选后的wafer

扩展资料:

集成电路芯片的生命历程:芯片公司设计芯片——芯片代工厂生产芯片——封测厂进行封装测试——整机商采购芯片用于整机生产。

芯片供应商IDM:是集芯片设计、制造、封装和测试等多个产业链环节于一身的企业。

芯片供应商Fabless:是没有芯片加工厂的芯片供应商,Fabless自己设计开发和推广销售芯片,与生产相关的业务外包给专业生产制造厂商。与Fabless相对应的是Foundry和封测厂,主要承接Fabless的生产和封装测试任务,封测厂有日月光,江苏长电等。

参考资料:百度百科-晶圆

百度百科-芯片

百度百科-裸片

在物理学中,载流子指可以自由移动的带有电荷的物质微粒,如电子和离子。在半导体物理学中,电子流失导致共价键上留下的空位(空穴引)被视为载流子。

金属中为电子,半导体中有两种载流子即电子和空穴。在电场作用下能作定向运动的带电粒子。如半导体中的自由电子与空穴,导体中的自由电子,电解液中的正、负离子,放电气体中的离子等。

载流子与半导体的关系

载流子,是承载电荷的、能够自由移动以形成电流的物质粒子。半导体的性质跟导体和绝缘体不同,是因为其能带结构不同;

而半导体的导电能力可以控制,主要是因为其载流子的种类和数量与导体和绝缘体不同,并且可以受到控制,其调节手段就是“掺杂”,即往纯净的半导体中掺入杂质,来改变其载流子数量、分布和运动趋势,从而改变整体导电性能。

绝缘体和金属导体的载流子是电子,而半导体除了电子外,还有一种载流子叫空穴。另外还有正离子、负离子也都带有电荷,但是在半导体中,它们一般不会流动,所以认为半导体的载流子就是电子和空穴这两种。

电子作为载流子容易理解,因为物质中的原子是由原子核和电子组成的,在一定条件下挣脱原子核束缚的自由电子可以运动,因而产生电流。

而所谓空穴,就是由于电子的缺失而留下的空位。这就好像车与车位的关系,假设有一排共5个车位,从左边开始按顺序停了4辆车,最右边有1个空位,如果最左边的车开到最右边的空位上去,那么最左边的车位就空出来了。

看起来好像是空位从右边到了左边,这是一种相对运动,车从左到右的移动,相当于空位从右到左的移动。同样道理,带负电的电子的运动,可看作是带正电的空穴的反方向运动。

在没有杂质的纯净半导体中,受热激发产生的移动的电子数量和空穴数量是相等的,因为带负电的电子和带正电的空穴会进行复合,在数量大致相等的情况下,“产生”和“复合”会达到一个动态平衡,这样宏观上看来并没有产生有效电流。为了改善其导电性能,就引入了掺杂手段。

对集成电路来说,最重要的半导体材料是硅。硅原子有4个价电子,它们位于以原子核为中心的四面体的4个顶角上。这些价电子会与其他硅原子的价电子结合成共价键,大量的硅原子以这种方式互相结合,形成结构规律的晶体。

如果给它加入砷(或磷),砷最外层有5个电子,其中4个电子也会跟硅原子的4个价电子结合成共价键,把砷原子固定在硅材料的晶格中。此时会多出1个自由电子,这个电子跃迁至导带所需的能量较低,容易在硅晶格中移动,从而产生电流。

这种掺入了能提供多余电子的杂质而获得导电能力的半导体称为N型半导体,“N”为Negative,代表带负电荷的意思。

如果我们在纯硅中掺入硼(B),因为硼的价电子只有3个,要跟硅原子的4个价电子结合成共价键,就需要吸引另外的1个电子过来,这样就会形成一个空穴,作为额外引入的载流子,提供导电能力。这种掺入可提供空穴的杂质后的半导体,叫做P型半导体,“P”是Positive,代表带来正电荷的意思。

需要注意的是,掺入杂质后的半导体中仍然同时具有电子和空穴这两种载流子,只是各自数量不同。在N型半导体中,电子(带负电荷)居多,叫多数载流子,空穴(带正电荷)叫少数载流子。在P型半导体中,则反之:空穴为多数载流子,电子为少数载流子;可以分别简称为“多子”、“少子”。

一、多数载流子和少数载流子

在半导体中,电子和空穴作为载流子。数目较多的载流子称为多数载流子;在N型半导体中多数载流子是电子,而在P型半导体中多数载流子是空穴。数目较少的载流子称为少数载流子;在N型半导体中少数载流子是空穴,而在P型半导体中少数载流子是电子。

少数载流子在双极性晶体管和太阳能电池中起重要作用。不过,此种载流子在场效应管(FET)中的作用是有些复杂的:例如,MOSFET兼有P型和N型。晶体管涉及到源漏区,但这些少数载流子横穿多数载流子体。

不过在传送区内,横穿的载流子比其相反类型载流子的数目多得多(实际上,相反类型的载流子会被外加电场移除而形成耗尽层),因此按惯例为源漏选定的载流子是可采用的,而FET被称为“多数载流子”设备。

当电子遇到空穴时,二者复合后自由载流子就很快消失了。释放的能量可以是热,会加热半导体(热复合,半导体中废热的一个来源),或者释放光子(光复合,用于LED和半导体激光中)。

二、自由载流子浓度

自由载流子浓度是浓度自由载流子在掺杂半导体。它类似于金属中的载流子浓度,并且可以以相同的方式用于计算电流或漂移速度。

自由载流子是通过掺杂直接引入导带(或价带)并且没有被热促进的电子(或空穴)。由于这个原因,电子(空穴)不会通过在另一个能带中留下空穴(电子)来充当双载流子。换句话说,电荷载流子是可以自由移动(携带电荷)的粒子/电子。

以上内容参考 百度百科-载流子

晶圆是生产集成电路所用的载体。

晶圆(英语:Wafer)是指硅半导体集成电路制作所用的硅芯片,是生产集成电路(integrated circuit,IC)所用的载体。而我们现实中比较常见到的硅晶片就要数电脑CPU和手机芯片。

在半导体行业,尤其是集成电路领域,晶圆的身影随处可见。晶圆就是一块薄薄的、圆形的高纯硅晶片,而在这种高纯硅晶片上可以加工制作出各种电路元件构,使之成为有特定电性功能的IC产品。

晶圆制造工艺:

表面清洗:晶圆表面附着大约2um的Al2O3和甘油混合液保护层,在制作前必须进行化学刻蚀和表面清洗。

初次氧化:由热氧化法生成SiO2缓冲层,用来减小后续中Si3N4对晶圆的应力氧化技术。

热CVD:此方法生产性高,梯状敷层性佳(不管多凹凸不平,深孔中的表面亦产生反应,及气体可到达表面而附着薄膜)等,故用途极广。

以上内容参考:百度百科-晶圆


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