半导体制造流程及生产工艺流程(封装)

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半导体芯片制造工艺流程

半导体芯片制造工艺流程

半导体芯片制造工艺流程一、晶圆生产过程1、切割原材料:首先,将原材料(多晶片、单晶片或多晶硅)剪切成小块,称之为原乳片(OOP)。

2、晶圆处理:将原乳片受热加热,使其变形,使其压紧一致,然后放入一种名叫抛光膏的特殊介质中,使原乳片抛光均匀,表面压处理完成后可以形成称做“光本”的片子,用于制作晶圆切片。

3、晶圆切片:将打磨后的“光本”放入切片机,由切片机按特定尺寸与厚度切割成多片,即晶圆切片。

4、外层保护:为防止晶圆切片氧化和粉化,需要给其外层加以保护,银镀层属于最常用的保护方式,银镀用于自行氧化或化学氧化,使晶圆切片的表面具有光泽滑润的特性,同时会阻止晶圆切片粉化,提升晶圆切片的质量。

二、封装1、贴有芯片的封装状态:需要将芯片封装在一个特殊容器,这个容器由多层金属合金制成,其中折叠金属层和金属緩衝層能够有效地抗震,同时能够预防芯片表面外来粉尘的影响,芯片的需要的部件,贴入折叠金属层的空隙中,用以安全固定。

2、针引线安装:引线是封装过程中用来连接外部与芯片内部的一种金属元件,一般由铜带按照需要的形状进行切割而成,由于引线的重要性,需要保证引线的装配使得引线舌语长度相等,防止引线之间相互干涉,芯片内部元件之间并不影响运行。

3、将口金连接到封装上:封装固定完毕后,需要给封装上焊上金属口金,来使得封装具有自身耐腐蚀性能,保护内部金属引线免于腐蚀。

4、将封装上封装在机柜中:把封装好的芯片安装在外壳体内,使得外壳可以有效地防止芯片的护盾被外界的破坏。

三、芯片测试1、芯片测试:芯片测试是指使用指定的设备测试芯片,通过检测芯片的性能参数,来查看芯片的表现情况,判断其是否符合要求,从而判断该芯片产品是否可以出厂销售。

2、功能测试:功能测试是检测半导体芯片的特殊功能,例如检查芯片操作程序功能是否达到产品要求,及看看芯片故障率是否太高等。

3、芯片温度:芯片也要进行温度测试,温度的大小决定了芯片的工作状况以及使用寿命,需要把比较详细的测量温度,用以检查芯片是否能够承受更高的工作温度条件;4、芯片功能检测:功能检测是常用的测试,如扫描检测或静态测试,根据设计上的配置,将芯片进行检测,来看看是否有损坏,看看功能是否正常,符合产品要求。

半导体制作工艺流程

半导体制作工艺流程

半导体制作工艺流程半导体制作工艺流程是指将半导体材料加工成电子器件的一系列工艺步骤。

半导体器件广泛应用于电子产品和通信领域,其制作工艺的精细程度对器件性能有着重要影响。

下面将介绍一般的半导体制作工艺流程。

1. 半导体材料选择与准备半导体材料通常选用硅(Si)或砷化镓(GaAs)等材料。

在制作过程中,需要从纯度高的单晶硅或高纯度的砷和镓等原料开始,通过化学方法或物理方法制备出所需的半导体材料。

2. 晶圆制备晶圆是半导体材料的基片,制作工艺的第一步是将半导体材料加工成晶圆。

通常采用切割硅棒的方法,将硅棒切割成薄片,然后进行化学机械抛光等处理,得到表面平整的晶圆。

3. 清洗与去除杂质在制作过程中,晶圆表面会附着一些杂质,如尘埃、氧化物和有机物等。

清洗是为了去除这些杂质,保证晶圆的表面洁净。

常用的清洗方法包括化学清洗和热酸清洗等。

4. 晶圆表面处理晶圆表面处理是为了形成特定的结构和层,常用的方法有扩散、离子注入、溅射等。

其中,扩散是通过高温加热将掺杂物扩散到晶圆表面,形成特定的电子掺杂浓度分布;离子注入是将掺杂离子注入晶圆表面,改变其电子性质;溅射是利用高能离子轰击晶圆表面,使其表面原子沉积形成特定结构和层。

5. 光刻与光刻胶光刻是将芯片上的图形投射到光刻胶上,在光刻胶上形成图形。

光刻胶是一种对紫外光敏感的聚合物,通过紫外光照射、显影等步骤,可以形成所需的图形。

6. 离子蚀刻与湿法蚀刻离子蚀刻是利用高能离子轰击晶圆表面,使其表面原子沉积形成特定结构和层。

湿法蚀刻是通过特定的化学液体,将晶圆表面的非遮蔽区域溶解掉,形成所需的结构。

7. 金属沉积与蚀刻金属沉积是将金属沉积在晶圆表面,形成导线、电极等结构。

常用的金属沉积方法有物理气相沉积、化学气相沉积和电镀等。

蚀刻是将多余的金属去除,使得只有所需的结构。

8. 封装与测试半导体器件制作完成后,需要进行封装和测试。

封装是将芯片封装在塑料或陶瓷封装体内,以保护芯片并方便与外部电路连接。

半导体的生产工艺流程

半导体的生产工艺流程

半导体的生产工艺流程1.晶圆制备:晶圆制备是半导体生产的第一步,通常从硅片开始。

首先,取一块纯度高达99.9999%的单晶硅,然后经过脱氧、精炼、单晶生长和棒状晶圆切割等步骤,制备出硅片。

这些步骤的目的是获得高纯度、无杂质的单晶硅片。

2.晶圆加工:晶圆加工是将硅片加工成具有特定电子器件的过程。

首先,通过化学机械抛光(CMP)去除硅片上的表面缺陷。

然后,利用光刻技术将特定图案投射到硅片上,并使用光刻胶保护未被刻蚀的区域。

接下来,使用等离子刻蚀技术去除未被保护的硅片区域。

这些步骤的目的是在硅片上形成特定的电子器件结构。

3.器件制造:器件制造是将晶圆上的电子器件形成完整的制造流程。

首先,通过高温扩散或离子注入方法向硅片中掺杂特定的杂质,以形成PN结。

然后,使用化学气相沉积技术在硅片表面沉积氧化层,形成绝缘层。

接下来,使用物理气相沉积技术沉积金属薄膜,形成电压、电流等电子元件。

这些步骤的目的是在硅片上形成具有特定功能的电子器件。

4.封装测试:封装测试是将器件封装成实际可使用的电子产品。

首先,将器件倒装到封装盒中,并连接到封装基板上。

然后,通过线缆或焊接技术将封装基板连接到主板或其他电路板上。

接下来,进行电极焊接、塑料封装封装,形成具有特定外形尺寸和保护功能的半导体芯片。

最后,对封装好的半导体芯片进行功能性测试和质量检查,以确保其性能和可靠性。

总结起来,半导体的生产工艺流程包括晶圆制备、晶圆加工、器件制造和封装测试几个主要步骤。

这些步骤的有机组合使得我们能够生产出高性能、高效能的半导体器件,广泛应用于电子产品和信息技术领域。

半导体制造流程及生产工艺流程

半导体制造流程及生产工艺流程

半导体制造流程及生产工艺流程半导体是一种电子材料,具有可变电阻和电子传导性的特性,是现代电子器件的基础。

半导体的制造流程分为两个主要阶段:前端工艺(制造芯片)和后端工艺(封装)。

前端工艺负责在硅片上制造原始的电子元件,而后端工艺则将芯片封装为最终的电子器件。

下面是半导体制造流程及封装的主要工艺流程:前端工艺(制造芯片):1.晶片设计:半导体芯片的设计人员根据特定应用的需求,在计算机辅助设计(CAD)软件中进行晶片设计,包括电路结构、布局和路线规划。

2.掩膜制作:根据芯片设计,使用光刻技术将电路结构图转化为光刻掩膜。

掩膜通过特殊化学处理制作成玻璃或石英板。

3.芯片切割:将晶圆切割成单个的芯片,通常使用钻孔机或锯片切割。

4.清洗和化学机械抛光(CMP):芯片表面进行化学清洗,以去除表面杂质和污染物。

然后使用CMP技术平整芯片表面,以消除切割痕迹。

5.纳米技术:在芯片表面制造纳米结构,如纳米线或纳米点。

6.沉积:通过化学气相沉积或物理气相沉积,将不同材料层沉积在芯片表面,如金属、绝缘体或半导体层。

7.重复沉积和刻蚀:通过多次沉积和刻蚀的循环,制造多层电路元件。

8.清洗和干燥:在制造过程的各个阶段,对芯片进行清洗和干燥处理,以去除残留的化学物质。

9.磊晶:通过化学气相沉积,制造晶圆上的单晶层,通常为外延层。

10.接触制作:通过光刻和金属沉积技术,在芯片表面创建电阻或连接电路。

11.温度处理:在高温下对芯片进行退火和焙烧,以改善电子器件的性能。

12.筛选和测试:对芯片进行电学和物理测试,以确认是否符合规格。

后端工艺(封装):1.芯片粘接:将芯片粘接在支架上,通常使用导电粘合剂。

2.导线焊接:使用焊锡或焊金线将芯片上的引脚和触点连接到封装支架上的焊盘。

3.封装材料:将芯片用封装材料进行保护和隔离。

常见的封装材料有塑料、陶瓷和金属。

4.引脚连接:在封装中添加引脚,以便在电子设备中连接芯片。

5.印刷和测量:在封装上印刷标识和芯片参数,然后测量并确认封装后的器件性能。

半导体制造工艺流程简介

半导体制造工艺流程简介

半导体制造工艺流程简介导言:一、晶圆加工晶圆加工是制造集成电路的第一步。

它包括以下过程:1.晶圆生长:通过化学气相沉积或金属有机化学气相沉积等方法,在硅片基底上生长单晶硅。

这个过程需要非常高的温度和压力。

2.剥离:将生长的单晶硅从基底上剥离下来,并校正其表面的缺陷。

3.磨削和抛光:使用机械研磨和化学力学抛光等方法,使晶圆的表面非常光滑。

二、晶圆清洗晶圆清洗是为了去除晶圆表面的杂质和污染物,以保证后续工艺的顺利进行。

清洗过程包括以下步骤:1.热酸洗:利用强酸(如硝酸和氢氟酸)将晶圆浸泡,以去除表面的金属杂质。

2.高温氧化:在高温下将晶圆暴露在氧气中,通过热氧化去除有机杂质和表面缺陷。

3.金属清洗:使用氢氟酸和硝酸等强酸,去除金属杂质和有机污染物。

4.DI水清洗:用去离子水清洗晶圆,以去除化学清洗剂的残留。

三、晶圆制备晶圆制备是将晶圆上的材料和元件结构形成的过程。

它包括以下过程:1.掩膜制作:将光敏材料涂覆在晶圆表面,通过光刻技术进行曝光和显影,形成图案化的光刻胶掩膜。

2.沉积:通过物理气相沉积或化学气相沉积等方法,在晶圆上沉积材料层,如金属、氧化物、硅等。

3.腐蚀:采用湿法或干法腐蚀等技术,去除晶圆上不需要的材料,形成所需的结构。

4.清洗:再次进行一系列清洗步骤,以去除腐蚀产物和掩膜残留物,保证材料层的质量。

四、材料获取材料获取是指在晶圆上制造晶体管、电阻器、电容器等器件结构的过程。

它包括以下步骤:1.掺杂:通过离子注入或扩散等方法,在晶圆上引入有选择性的杂质,以改变材料的导电性或断电性能。

2.退火:通过高温热处理,消除杂质引入过程中的晶格缺陷,并使掺杂的材料达到稳定状态。

3.金属-绝缘体-金属(MIM)沉积:在晶圆上沉积金属、绝缘体和金属三层结构,用于制造电容器。

4.金属-绝缘体(MIS)沉积:在晶圆上沉积金属和绝缘体两层结构,用于制造晶体管的栅极。

五、封装和测试封装是将晶圆上制造的芯片放在封装底座上,并封装成可插入其他设备的集成电路。

半导体制造工艺流程

半导体制造工艺流程

半导体制造工艺流程1.单晶硅材料制备:利用高纯度的硅源材料,通过化学方法或物理方法制备出单晶硅片。

这些单晶硅片用于制造芯片的基底。

2.潮湿腐蚀:将单晶硅片放入一定浓度的酸中进行腐蚀,以去除表面的氧化层和杂质,使得单晶硅表面更加平整。

3.清洗:用化学溶液对单晶硅片进行清洗,去除表面的杂质和有机物。

4.氮氧化:将单晶硅片放入氮气环境中进行热氧化,生成一层氮氧化物的薄膜。

这个薄膜在后续工艺中用于隔离器件。

5.光刻:将光刻胶涂在氮氧化层上,然后通过曝光和显影的方式将芯片的图案转移到光刻胶上,形成光刻图案。

6.腐蚀和沉积:将芯片放入化学溶液中进行腐蚀,去除曝光没有覆盖的区域,然后进行金属沉积。

金属沉积可以形成导电层或者连接层。

7.退火:通过高温处理,使得芯片中的材料发生结晶和扩散,提高电子器件的性能。

退火还有去除应力、填充缺陷和提高结晶度的作用。

8.清洗:用化学溶液清洗芯片,去除残留的光刻胶和沉积物,保证芯片的纯净度。

9.蚀刻和沉积:使用干法或湿法蚀刻技术,去除部分芯片表面材料,形成电子器件的结构。

然后再进行金属或者氧化物的沉积,形成电极或者绝缘层。

10.清洗和检测:再次清洗芯片,以确保芯片的纯净度。

然后进行各类检测,如电性能测试、材料分析等,以保证芯片质量。

11.封装:将芯片放入封装材料中,进行电缆连接和封装。

然后将封装好的芯片焊接到PCB板上,形成最终的电子产品。

以上是一般的半导体制造工艺流程,其中每个步骤都有详细的工艺参数和设备要求。

随着技术的不断发展,半导体制造工艺也在不断改进和创新,以提高芯片的性能和生产效率。

半导体芯片制作流程工艺

半导体芯片制作流程工艺

半导体芯片制作流程工艺半导体芯片制作可老复杂啦,我给你好好唠唠。

1. 晶圆制造(1) 硅提纯呢,这可是第一步,要把硅从沙子里提炼出来,变成那种超高纯度的硅,就像从一群普通小喽啰里挑出超级精英一样。

这硅的纯度得达到小数点后好多个9呢,只有这样才能满足芯片制造的基本要求。

要是纯度不够,就像盖房子用的砖都是软趴趴的,那房子肯定盖不起来呀。

(2) 拉晶。

把提纯后的硅弄成一个大的单晶硅锭,就像把一堆面粉揉成一个超级大的面团一样。

这个单晶硅锭可是有特殊形状的,是那种长长的圆柱体,这就是芯片的基础材料啦。

(3) 切片。

把这个大的单晶硅锭切成一片一片的,就像切面包片一样。

不过这可比切面包难多啦,每一片都得切得超级薄,而且厚度要非常均匀,这样才能保证后面制造出来的芯片质量好。

2. 光刻(1) 光刻胶涂覆。

先在晶圆表面涂上一层光刻胶,这光刻胶就像给晶圆穿上了一件特殊的衣服。

这件衣服可神奇啦,它能在后面的光刻过程中起到关键作用。

(2) 光刻。

用光刻机把设计好的电路图案投射到光刻胶上。

这光刻机可厉害啦,就像一个超级画家,但是它画的不是普通的画,而是超级精细的电路图案。

这图案的线条非常非常细,细到你都想象不到,就像头发丝的千分之一那么细呢。

(3) 显影。

把经过光刻后的晶圆进行显影,就像把照片洗出来一样。

这样就把我们想要的电路图案留在光刻胶上啦,那些不需要的光刻胶就被去掉了。

3. 蚀刻(1) 蚀刻过程就是把没有光刻胶保护的硅片部分给腐蚀掉。

这就像雕刻一样,把不要的部分去掉,留下我们想要的电路结构。

不过这个过程得非常小心,要是腐蚀多了或者少了,那芯片就报废了。

(2) 去光刻胶。

把之前用来形成图案的光刻胶去掉,这时候晶圆上就留下了我们想要的电路形状啦。

4. 掺杂(1) 离子注入。

通过离子注入的方式把一些特定的杂质原子注入到硅片中,这就像给硅片注入了特殊的能量一样。

这些杂质原子会改变硅片的电学性质,从而形成我们需要的P型或者N型半导体区域。

半导体制造流程及生产工艺流程

半导体制造流程及生产工艺流程

半导体制造流程及生产工艺流程1.原料准备:半导体制造的原料主要是硅(Si),通过提取和纯化的方式获得高纯度的硅单晶。

2. 晶圆制备:将高纯度的硅原料通过Czochralski或者Float Zone方法,使其形成大型硅单晶圆(晶圆直径一般为200mm或300mm)。

3.表面处理:进行化学机械抛光(CMP)和去杂质处理,以去除晶圆表面的污染物和粗糙度。

4.晶圆清洗:使用化学溶液进行清洗,以去除晶圆表面的有机和无机污染物。

5.硅片扩散:通过高温反应,将所需的杂质(如磷或硼)掺杂到硅片中,以改变其电子性质。

6.光刻:在硅片上涂覆光刻胶,并使用掩模板上的图案进行曝光。

然后将光刻胶显影,形成图案。

7.蚀刻:使用化学溶液进行蚀刻,以去除未被光刻胶所保护的区域,暴露出下面的硅片。

8.金属蒸镀:在硅片表面沉积金属层,用于连接电路的不同部分。

9.氧化和陶瓷:在硅片表面形成氧化层,用于隔离不同的电路元件。

10.电极制备:在硅片上形成金属电极,用于与其他电路元件连接。

11.测试和封装:将晶圆切割成单个芯片,然后对其进行测试和封装,以确保其性能符合要求。

以上是半导体制造的主要步骤,不同的半导体产品可能还涉及到其他特定的工艺流程。

此外,半导体制造过程还需要严格的质量控制和环境控制,以确保产品的可靠性和性能。

不同的半导体生产流程会有所不同,但大致上都包含以下几个关键的工艺流程:1. 前端制程(Front-end Process):包括晶圆清洗、来料检测、扩散、光刻、蚀刻、沉积等步骤。

这些步骤主要用于在硅片上形成电子元件的结构。

2. 中端制程(Middle-end Process):包括溅射、化学机械抛光、化学物理蚀刻、金属蒸镀等步骤。

这些步骤主要用于在晶圆上形成连接电子元件的金属线路。

3. 后端制程(Back-end Process):包括划片、电极制备、测试、封装等步骤。

这些步骤主要用于将芯片进行切割、封装,以及测试芯片的性能。

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黏晶的目的乃是将一颗颗分离的晶粒放置 在导线架(lead frame)或基板(PCB) 上 并用银胶( epoxy )黏着固定。导线架 或基板提供晶粒一个黏着的位置(晶粒座 die pad),并预设有可延伸IC晶粒电 路的延伸脚或焊墊(pad)
烘烤(Cure)

將黏好晶的半成品放入烤箱,根據不同材 料的銀膠設定不同的溫度曲線進行固化 將晶片固定在导线架或基板之晶片接点以极细的金线 (18~50um)连接到导线架或基板上之内引脚,藉 而将IC晶粒之电路讯号传输到外界焊线时,以 晶粒上之接点为第一焊点,内接脚上之接点为第 二焊点。首先将金线之端点烧结成小球,而后将 小球压焊在第一焊点上(此称为第一焊,first bond)。 接着依设计好之路径拉金线,最后将金 线压焊在第二焊点上
2.FBGA封裝

此種封裝是模組封裝(module), 封裝的原理和PQFP&TSSOP相同, 只是模壓機的模具不同巴了,封 裝完成的產品需要經過切割,方 能行成單粒的產品
印字 (Mark)


印字的目的,在注明商品之规格及制造者 1、印式:直接像印章一样印字在胶体上。 2、转印式(pad print):使用转印头, 从字模上沾印再印字在胶体上。 3、雷射刻印方式(laser mark):使用雷 射直接在胶体上刻印。
成型

不同的封裝型式有不同的成行方式,QFP和 SOP封裝型式的一般會用到沖壓成型, BGA封裝型式一般會用到SAW(切割)成型.
測試

封裝完畢後的IC,在針測後又經過好多道 製程,在這些製程中很容易造成不良,所以 在成型之後會進行一次測試,檢驗出良品 與不良品,良品中也要分出優良中差等級 出.
SOP
2.FBGA封裝流程
Die Attach Die Attach Cure Plasma Wire Bond Mold Mold Cure Laser Mark Saw Singulation Singulated Test Tray or Tape & Reel
BGA
黏晶(Die Bond)
模壓(Mold)



1、防止湿气等由外部侵入。 2、以机械方式支持导线。 3、有效地将内部产生之热排出于外部。 4、提供能够手持之形体。
1. PQFP & TSSOP


此種封裝是單顆塑封 封胶之过程比较单纯,首先将焊线完成之 导线架置放于框架上并先行预热,再将框 架置于压模机(mold press)上的封装模 上,此时预热好的树脂亦准备好投入封装 模上之树脂进料口。启动机器后,压模机 压下,封闭上下模再将半溶化后之树脂挤 入模中,待树脂充填硬化后,开模取出成 品。封胶完成后的成品,可以看到在每一 条导线架上之每一颗晶粒包覆着坚固之外 壳,并伸出外引脚互相串联在一起
半導體製造流程 及生产工艺流程
簡單介紹
封裝型式決定部分製程常見兩 種封裝型式:1. PQFP & TSSOP
QFP
Die Attach Die Attach Cure Wire Bond Mold Mold Cure Lead Plating Laser Mark Trim and Form Singulated Test Tray or Tape & Reel
包裝

各種等級的良品包裝以便於長距離運輸 包裝材料一般為:1.tray;2.卷帶. 說明:卷帶一般在業界是統一標準,包裝完 畢的產品運往以SMT為主要技術的生產廠 家
如下例已經被SMT後的IC
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