芯片制作工艺流程简单介绍
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芯片筑造无缺进程席卷芯片计划、晶片筑造、封装筑造、测试等几个合节,此中晶片筑造进程尤为的丰富。最先是芯片计划,凭据计划的需求,天生的“图样”
晶圆的因素是硅,硅是由石英沙所简明出来的,晶圆便是硅元素加以纯化(99.999%),接着是将这些纯硅造成硅晶棒,成为成立集成电途的石英半导体的原料,将其切片便是芯片筑造全体所必要的晶圆。晶圆越薄,临盆的本钱越低,但对工艺就请求的越高。
正在晶圆(或衬底)表观涂上一层光刻胶并烘干。烘干后的晶圆被传送到光刻机内部。光彩透过一个掩模把掩模上的图形投影正在晶圆表观的光刻胶上,完毕曝光,激励光化学反映。对曝光后的晶圆实行第二次烘烤,即所谓的曝光后烘烤,后烘烤是的光化学反映更弥漫。
终末,把显影液喷洒到晶圆表观的光刻胶上,对曝光图形显影。显影后,掩模上的图形就被存留正在了光刻胶上。涂胶、烘烤和显影都是正在匀胶显影机中实行的,曝光是正在光刻机中实行的。匀胶显影机和光刻机通常都是联机功课的,晶圆通过板滞手正在各单位和呆板之间传送。
CMOS芯片工艺流程可分为前端制造(包括晶圆处理、晶圆测试)和后段制造(包括封装、测试)。
晶圆处理:是在硅晶圆上制作电子器件(如CMOS、电容、逻辑闸等)与电路,该过程极其复杂且投资极大,以微处理器为例,其制造工序可达数百道,所需加工设备先进且昂贵,动辄上千万美元一台。对制造环境无尘室(Clean-room)的要求极严苛,温度、湿度与含尘均需严格控制。尽管,各类产品的制造工序稍有不同,但基本工序一般是在晶圆清洗后,进行氧化及淀积,然后反复进行光刻、刻蚀、薄膜淀积及离子注入等工序,最后形成晶圆上的电路。
晶圆测试:是在晶圆完成后,在晶圆上进行的电测试。一般情形下,一片晶圆上只有一种产品。每个晶粒将会一一经过测试,不合格的晶粒被标上记号。然后,晶圆将以晶粒为单位切割成一粒粒独立的晶粒。
芯片封装:利用塑料或陶瓷包装晶粒与配线以成产品;目的是给制造出的电路加上保护层,避免电路受到机械性刮伤或是高温破坏。
最后测试:是对封装好的芯片进行测试,以保证其正品率即良率。
芯片设计的debug
这个设计阶段对于任何芯片生产公司来说都是举足轻重的一步,因为如果芯片设计在投片生产出来以后验证出并不能像设计的那样正常工作,那就不仅意味着重新设计。整个验证工作分为好几个过程,基本功能测试验证芯片内的所有的门电路能正常工作,工作量模拟测SY来证实门电路组合能达到的性能。当然,这时候还没有真正物理意义上真正的芯片存在,这些所有的测试依旧是通过HDL编成的程序模拟出来的。
芯片制造是一层层向上叠加的,最高可达上百次叠加。每一次的叠加,都必须和前一次完美重叠,重叠误差要求是1~2纳米。而晶圆从传送模组放置在晶圆平台上,会产生一定的机械误差,而精密机械的误差是微米等级(1微米=1,000纳米)。每次曝光之前,必须针对每片晶圆做精密的量测,截取到晶圆每一个区块纳米等级的微小误差。在曝光阶段实时校正,达到纳米等级的准度。
后期封装是用导线将硅片上的电路管脚接引至外部接头支出,以便于硅片能够连接其他器件,然后为硅片添加外壳,其将起到安装、固定、增强电热性能、密封、保护芯片等方面的作用。
用导线通过芯片上的接点连接到封装外壳的引脚,而用导线通过这些引脚又能够实现连接其他器件,自此使内部芯片与外部电路实现成功连接。芯片后期封装完成以后,还需要接受质量检验,检验合格的产品才交付用户。