《芯片制造過程》word版

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1、芯片制造過程4/17/2012,光纖在線訊：近日我們搜尋到芯片制作的全過程，在此與大家一起分享！芯片的制造過程可概分為晶圓處理工序（WaferFabrication）、晶圓針測(cè)工序（WaferProbe）、構(gòu)裝工序（Packaging）、測(cè)試工序（InitialTestandFinalTest）等幾個(gè)步驟。其中晶圓處理工序和晶圓針測(cè)工序?yàn)榍岸危‵rontEnd）工序，而構(gòu)裝工序、測(cè)試工序?yàn)楹蠖危˙ackEnd）工序。1、晶圓處理工序：本工序的主要工作是在晶圓上制作電路及電子元件（如晶體管、電容、邏輯開關(guān)等），其處理程序通常與產(chǎn)品種類和所使用的技術(shù)有

2、關(guān)，但一般基本步驟是先將晶圓適當(dāng)清洗，再在其表面進(jìn)行氧化及化學(xué)氣相沉積，然后進(jìn)行涂膜、曝光、顯影、蝕刻、離子植入、金屬濺鍍等反復(fù)步驟，最終在晶圓上完成數(shù)層電路及元件加工與制作。2、晶圓針測(cè)工序：經(jīng)過上道工序后，晶圓上就形成了一個(gè)個(gè)的小格，即晶粒，一般情況下，為便于測(cè)試，提高效率，同一片晶圓上制作同一品種、規(guī)格的產(chǎn)品；但也可根據(jù)需要制作幾種不同品種、規(guī)格的產(chǎn)品。在用針測(cè)（Probe）儀對(duì)每個(gè)晶粒檢測(cè)其電氣特性，并將不合格的晶粒標(biāo)上記號(hào)后，將晶圓切開，分割成一顆顆單獨(dú)的晶粒，再按其電氣特性分類，裝入不同的托盤中，不合格的晶粒則舍棄。3、構(gòu)裝工序：就是將

3、單個(gè)的晶粒固定在塑膠或陶瓷制的芯片基座上，并把晶粒上蝕刻出的一些引接線端與基座底部伸出的插腳連接，以作為與外界電路板連接之用，最后蓋上塑膠蓋板，用膠水封死。其目的是用以保護(hù)晶粒避免受到機(jī)械刮傷或高溫破壞。到此才算制成了一塊集成電路芯片（即我們?cè)陔娔X里可以看到的那些黑色或褐色，兩邊或四邊帶有許多插腳或引線的矩形小塊）。4、測(cè)試工序：芯片制造的最后一道工序?yàn)闇y(cè)試，其又可分為一般測(cè)試和特殊測(cè)試，前者是將封裝后的芯片置于各種環(huán)境下測(cè)試其電氣特性，如消耗功率、運(yùn)行速度、耐壓度等。經(jīng)測(cè)試后的芯片，依其電氣特性劃分為不同等級(jí)。而特殊測(cè)試則是根據(jù)客戶特殊需求的技術(shù)

4、參數(shù)，從相近參數(shù)規(guī)格、品種中拿出部分芯片，做有針對(duì)性的專門測(cè)試，看是否能滿足客戶的特殊需求，以決定是否須為客戶設(shè)計(jì)專用芯片。經(jīng)一般測(cè)試合格的產(chǎn)品貼上規(guī)格、型號(hào)及出廠日期等標(biāo)識(shí)的標(biāo)簽并加以包裝后即可出廠。而未通過測(cè)試的芯片則視其達(dá)到的參數(shù)情況定作降級(jí)品或廢品。制造芯片的基本原料　　制造芯片的基本原料:硅、金屬材料(鋁主要金屬材料,電遷移特性要好.銅互連技術(shù)可以減小芯片面積，同時(shí)由于銅導(dǎo)體的電阻更低，其上電流通過的速度也更快）、化學(xué)原料等。芯片制造的準(zhǔn)備階段在必備原材料的采集工作完畢之后，這些原材料中的一部分需要進(jìn)行一些預(yù)處理工作。作為最主要的原料，硅

5、的處理工作至關(guān)重要。首先，硅原料要進(jìn)行化學(xué)提純，這一步驟使其達(dá)到可供半導(dǎo)體工業(yè)使用的原料級(jí)別。為了使這些硅原料能夠滿足集成電路制造的加工需要，還必須將其整形，這一步是通過溶化硅原料，然后將液態(tài)硅注入大型高溫石英容器來完成的?！　《螅瑢⒃线M(jìn)行高溫溶化為了達(dá)到高性能處理器的要求，整塊硅原料必須高度純凈，及單晶硅。然后從高溫容器中采用旋轉(zhuǎn)拉伸的方式將硅原料取出，此時(shí)一個(gè)圓柱體的硅錠就產(chǎn)生了。從目前所使用的工藝來看，硅錠圓形橫截面的直徑為200毫米。在保留硅錠的各種特性不變的情況下增加橫截面的面積是具有相當(dāng)?shù)碾y度的，不過只要企業(yè)肯投入大批資金來研究，還

6、是可以實(shí)現(xiàn)的。intel為研制和生產(chǎn)300毫米硅錠建立的工廠耗費(fèi)了大約35億美元，新技術(shù)的成功使得intel可以制造復(fù)雜程度更高，功能更強(qiáng)大的集成電路芯片，200毫米硅錠的工廠也耗費(fèi)了15億美元。下面就從硅錠的切片開始介紹芯片的制造過程。在制成硅錠并確保其是一個(gè)絕對(duì)的圓柱體之后，下一個(gè)步驟就是將這個(gè)圓柱體硅錠切片，切片越薄，用料越省，自然可以生產(chǎn)的處理器芯片就更多。切片還要鏡面精加工的處理來確保表面絕對(duì)光滑，之后檢查是否有扭曲或其它問題。這一步的質(zhì)量檢驗(yàn)尤為重要，它直接決定了成品芯片的質(zhì)量。新的切片中要摻入一些物質(zhì)，使之成為真正的半導(dǎo)體材料，然后在

7、其上刻劃代表著各種邏輯功能的晶體管電路。摻入的物質(zhì)原子進(jìn)入硅原子之間的空隙，彼此之間發(fā)生原子力的作用，從而使得硅原料具有半導(dǎo)體的特性。今天的半導(dǎo)體制造多選擇CMOS工藝(互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)。其中互補(bǔ)一詞表示半導(dǎo)體中N型MOS管和P型MOS管之間的交互作用。N和P在電子工藝中分別代表負(fù)極和正極。多數(shù)情況下，切片被摻入化學(xué)物質(zhì)形成P型襯底，在其上刻劃的邏輯電路要遵循nMOS電路的特性來設(shè)計(jì)，這種類型的晶體管空間利用率更高也更加節(jié)能。同時(shí)在多數(shù)情況下，必須盡量限制pMOS型晶體管的出現(xiàn)，因?yàn)樵谥圃爝^程的后期，需要將N型材料植入P型襯底當(dāng)中，這一過程

8、會(huì)導(dǎo)致pMOS管的形成。在摻入化學(xué)物質(zhì)的工作完成之后，標(biāo)準(zhǔn)的切片就完成了。然后將每一個(gè)切片放入高溫爐中加熱，通過控制加溫時(shí)