IC 芯片设计制造到封装全流程
芯片制造的整体工艺流程

芯片制造的整体工艺流程
芯片制造的整体工艺流程主要包括以下步骤:
1. 设计阶段:芯片设计师根据需求和规格设计芯片的电路和功能。
2. 掩膜工艺:将芯片设计图通过光刻技术转移到掩膜上,然后将掩膜置于硅晶圆上进行光刻。
3. 清洗和腐蚀:使用化学溶液对硅晶圆进行清洗和腐蚀,以去除表面的污染物和氧化物。
4. 沉积:通过化学气相沉积、物理气相沉积等方法将金属、绝缘体或半导体材料沉积在硅晶圆上。
5. 感光和蚀刻:将感光剂涂覆在硅晶圆上,然后使用紫外线光刻机将芯片的图案转移到感光剂上,然后使用蚀刻装置将感光剂以外的部分材料蚀刻掉。
6. 清洗和检验:对蚀刻后的芯片进行清洗,以去除残留的化学物质,然后使用显微镜和其他检测设备对芯片进行检验。
7. 封装和测试(完成芯片制造):将制造好的芯片封装在封装材料中,并连接电路之间的引脚,然后对芯片进行功能和可靠性测试。
8. 接下来是后期工艺的制作,例如测试、打磨、切割、清洗等环节。
需要注意的是,这只是芯片制造工艺流程的一般步骤,具体的工艺流程可能会因芯片类型、技术和制造商而有所不同。
IC芯片设计制造到封装全流程

IC芯片设计制造到封装全流程IC(Integrated Circuit)芯片是一种集成电路,将多个电子元件(晶体管、电容器、电阻器等)以及互连线路集成到一个硅片上,从而实现多个电子元件之间的功能互联。
芯片制造过程包括设计、加工制造、封装测试三个主要阶段。
首先是IC芯片设计阶段。
这个阶段主要包括功能设计、电路设计、物理设计和验证等步骤。
功能设计是根据芯片应用场景和需求,确定芯片的功能、性能和特性要求。
电路设计是根据功能设计的要求,使用逻辑门和基本电子元件组成电路,并进行仿真验证。
物理设计是将电路设计转化为硅片上的布图,包括电路布局、布线、填充等步骤。
验证阶段是对设计的功能和性能进行仿真和验证,确保芯片可以满足要求。
接下来是IC芯片加工制造阶段。
这个阶段主要包括晶圆加工和工序加工两个部分。
晶圆加工是将硅片进行切割和清洗,然后在表面涂覆一层绝缘层。
工序加工是在绝缘层上逐层添加金属、半导体等材料,通过光刻、薄膜沉积、离子注入、扩散等工艺步骤,形成多层电路的结构。
每个层次的电路都会进行检测和测试,确保加工质量和性能。
最后是IC芯片封装测试阶段。
这个阶段主要包括封装、测试和分选三个环节。
封装是将加工好的晶圆切割成单个芯片,并通过焊接等方式固定在封装底座上,形成完成的芯片。
测试是对封装完成的芯片进行功能和性能测试,以确保芯片的质量和性能符合设计要求。
最后,对测试合格的芯片进行分选,按照不同的要求和规格进行分级和分批。
整个IC芯片的设计制造到封装全流程,需要多个部门和环节的紧密协作。
设计部门负责芯片功能设计和物理设计,加工制造部门负责硅片加工和工序加工,封装测试部门负责芯片的封装和测试。
在整个流程中,还需要严格的质量控制和管理,确保产品的稳定性和可靠性。
随着科技的不断发展,IC芯片的设计与制造流程也在不断演进和改进。
更高集成度、更小尺寸、更高性能的芯片正在不断涌现,为各行各业的发展提供了强大的技术支持。
IC的生产工序流程以及其结构

IC的生产工序流程以及其结构IC,即集成电路,是现代电子产品中不可或缺的一部分。
从电子设备内部的芯片到计算机主板上的处理器,都离不开集成电路。
在这篇文章中,我们将会讨论IC生产的工序流程以及生产过程中的一些关键结构。
什么是IC?集成电路(Integrated Circuit,简称IC)是指在单个半导体晶片上集成了多种电子元器件,并通过扩散、离子注入、金属化等工艺技术把多个电子元器件集成在一起组成电路。
通常情况下,IC芯片都很小,大小通常被表示为微米(μm)或纳米(nm)级别。
IC的应用广泛,几乎覆盖了各个电子领域。
它们可以用于计算机处理器、智能手机、电视、汽车、医疗设备以及其他种类的电子产品。
IC生产的工序流程IC生产的工流程相当复杂,通常分为数十个步骤。
不过,大致上可以将IC生产的工序分为以下步骤:1. 半导体晶片制造半导体晶片制造是IC生产的第一步,也是最重要的一步。
半导体晶片通常由硅(Si)和氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等半导体材料制成。
整个晶片制造流程通常包括以下几步:•晶圆生长:利用化学和物理反应方法,在单晶硅中生长出远大于晶体结构尺寸的大型晶体。
•制成硅晶圆:将生长出来的晶体锯成一层一层薄的硅片,制成硅晶圆。
•熔融硅基片上生长氧化层:在硅晶圆表面生成一个氧化物层。
•制作掩膜:通过光刻技术,将芯片上的某些区域遮蔽以形成模板。
•淀粉形成:将晶圆在磁场作用下放入高温炉中,以使得硅表面形成一层非晶质硅氧化物。
•拉后扩散水晶:在芯片上面涂上一层磷酸盐玻璃,并使其退火形成扩散层扩散N型氧化物或P型氧化物等。
2. 芯片制造在晶片制造的基础上,需要进行芯片制造。
这个步骤中,电阻器、电容器、二极管和晶体管等元件被加入到晶片中。
具体步骤如下:•氧化上浮:在表面形成氮化硅或氧化硅薄膜。
•制作掩膜:光刻技术用于制作薄膜的图案。
•腐蚀删除:将未被圈定的材料腐蚀去除。
•重复上述步骤:重复执行以上步骤,以形成几个电子元件。
IC芯片封装流程

IC芯片封装流程首先是芯片测试阶段。
在封装之前,芯片需要进行功能测试和可靠性测试。
功能测试是为了确认芯片制造后是否能正常工作,通常采用自动测试设备进行电气功能测试。
而可靠性测试则是为了验证芯片在在各种特定环境和应力下的可靠性和稳定性。
接下来是封装设计阶段。
在芯片测试合格后,需要根据芯片的尺寸、引脚和功能特性等要求,设计封装的外观和引脚布局。
这个阶段通常由封装工程师进行,他们需要考虑封装的材料、制造成本、热学性能、电学性能等方面因素。
然后是封装工艺阶段。
在封装设计完成后,需要确定封装的制造工艺流程。
这个阶段涉及到封装所使用的材料、工艺设备和工艺参数等。
常见的封装工艺包括模切、焊球连接、胶粘连接等。
接下来是封装制造阶段。
在确定封装工艺流程后,可以开始进行芯片的封装制造。
首先是准备封装材料,例如封装基板、胶粘剂、焊球等。
然后,将芯片放置在封装基板上,利用各种工艺设备进行连接和固定。
最后,进行焊球连接、点胶、预热回流焊等步骤,完成芯片的封装制造。
最后是封装测试阶段。
在封装制造完成后,需要对封装好的芯片进行测试,以确保封装过程没有引入问题,并且芯片的功能和性能达到设计要求。
这个阶段通常包括外观检查、尺寸测量、引脚连通性测试、电气性能测试等。
总结起来,IC芯片封装流程包括芯片测试、封装设计、封装工艺、封装制造和封装测试等多个阶段。
这些阶段需要高度的专业知识和技术,因此在封装过程中需要密切合作的设计工程师、制造工程师和测试工程师,以确保封装质量和产品性能的可靠性。
半导体IC制造流程

半导体IC制造流程半导体IC(集成电路)制造是一个复杂的过程,包括多个步骤和工序。
本文将详细介绍半导体IC制造的各行流程管理。
1.设计阶段:在制造IC之前,首先需要进行设计阶段。
这一阶段包括集成电路的功能设计、电路模拟和验证、物理布局设计等工作。
设计团队使用EDA (电子设计自动化)软件工具来完成这些任务。
在设计完成后,需要进行设计规则检查,以确保设计符合制造工艺的要求。
2.掩膜制备:在IC制造的下一个阶段是掩膜制备。
掩膜是制造半导体晶体管的关键工具。
它是通过将光敏胶涂在光刻板上,并使用电子束或光刻技术在光敏胶上绘制模式来制备的。
每个芯片层都需要使用不同的掩模来定义其电路结构。
3.晶圆清洗:在制备掩膜之后,需要对晶圆进行清洗。
晶圆是指用于制造芯片的硅片。
由于制备过程中会产生尘埃和杂质,所以必须将其清洗干净,以确保后续步骤的正确进行。
清洗过程通常包括使用酸、碱和溶剂等化学物质来去除污染物。
4.晶圆涂覆:在晶圆清洗后,需要对其进行涂覆。
涂覆工艺的目的是在晶圆表面形成均匀的保护层,以便实施浅掺杂、沉积和刻蚀等步骤。
现代涂覆工艺通常使用化学机械抛光(CMP)技术,它可以在晶圆表面形成非常平整的薄层。
5.光刻:光刻是制造IC中最重要的步骤之一、在光刻过程中,使用之前制备的掩模将光蚀胶涂在晶圆上,并使用紫外光暴露仪将掩模上的图案投影到光蚀胶上。
接下来,经过显影等步骤,将图案转移到晶圆上,形成需要的电路结构。
6.薄膜沉积:在光刻后,需要在晶圆表面形成薄膜。
薄膜通常由金属、氮化物或氧化物等材料组成,用于电极、绝缘层和导线等部分。
薄膜沉积可以通过物理蒸发、化学气相沉积(CVD)或物理气相沉积(PVD)等方法来实现。
7.刻蚀和除膜:在薄膜沉积后,需要进行刻蚀和除膜步骤。
刻蚀是指通过化学或物理手段将不需要的材料从晶圆表面去除,以形成所需的结构。
刻蚀通常使用等离子体刻蚀技术。
而除膜是指将光蚀胶和其他保护层从晶圆表面去除。
ic封装流程

ic封装流程
IC封装流程。
IC封装是集成电路制造的重要环节,它将芯片封装成成品,以便于在电子产品中使用。
IC封装流程是一个复杂的工程过程,需要经过多个步骤和环节的精密操作。
下面我们将详细介绍IC封装的整个流程。
首先,IC封装的第一步是准备工作。
这包括准备封装材料、准备封装设备、准备生产环境等。
在这个阶段,需要严格按照工艺要求进行操作,确保封装材料的质量和设备的正常运行。
接下来是芯片测试和分选。
在这一步骤中,需要对芯片进行测试,筛选出符合要求的芯片,将其分组,以便后续的封装操作。
然后是封装工艺的设计和制作。
这一步骤需要根据芯片的特性和封装要求,设计并制作封装工艺。
这包括封装线路的设计、封装参数的确定等。
接着是封装操作的实施。
在这一阶段,需要将芯片放置在封装
模具中,进行焊接、封胶、切割等操作,最终形成封装好的芯片产品。
最后是封装产品的测试和质量控制。
在这一步骤中,需要对封装好的产品进行测试,确保产品的性能和质量符合要求。
同时,还需要进行质量控制,确保产品的稳定性和可靠性。
总的来说,IC封装流程是一个非常复杂和精密的工程过程,需要经过多个步骤和环节的精心操作和控制。
只有严格按照工艺要求进行操作,才能保证封装产品的质量和性能。
希望本文能够对IC封装流程有所帮助,谢谢阅读!。
IC_芯片封装流程

IC_芯片封装流程IC芯片封装流程是指将芯片导联引脚与外部连接器相连接,封装成集成电路封装,以保护芯片的平安与便当使用。
IC芯片封装流程主要包括设计封装布局、制造封装模具、封装工艺流程、封装工艺流程检验、封装成品测试五个环节。
首先是设计封装布局。
芯片封装是由封装层、导引层、室内层、封装间层四个部分低迷完成。
设计封装布局要依据芯片的功用、尺寸等要素停止合理布局,在这之中最重要的三个方面是封装较大的总尺寸、导引力度和封装层的最低限度间隔。
合理的封装布局能够进步封装的稳定性和性能。
其次是制造封装模具。
制造封装模具是将封装布局设计成的图纸制造模板转化为实物模具。
这一进程关系到封装工艺流程的顺畅性以及封装产率的提高。
制造封装模具进程中主要包括模板材料的挑选、制造模具种类的挑选、切割与打磨、洗涤与研磨等环节。
制造封装模具要采纳适合的原料以及精准的制造尺寸,以确保最终制造出的封装模具可以完全符合封装布局的要求。
第三是封装工艺流程。
封装工艺流程包括胶水挤撑、银丝焊接、金线焊接、热胀冷缩、填充封装材料、封装模具加压、焊锡浸镀等纷歧。
各个环节的次序和操作技术要专业,并前后衔接紧密,这样才干确保封装结果的完美,同时也能够减小芯片损坏以及封装过程中的其他问题。
第四是封装工艺流程检验。
这一环节在封装工艺流程完成后进行,要对封装结果进行综合检验。
主要检验项包括封装结果的外观光亮度、尺寸、颜色、封装后芯片的严密性、焊锡过程中金线和银线的状况等。
只有在封装工艺流程检验合格后,才干胜利停止封装成品的测试。
最后是封装成品测试。
封装成品测试相对来说就相对简单了。
主要包括封装成品的性质检验以及性质检验等。
成品测试主要是为了确保封装后的芯片性能是合格的,能够顺利运行。
如果在成品测试中发现了问题,需要及时进行维修或更换,直到最终得到合格的成品封装。
总之,IC芯片封装流程是一个复杂而精细的过程,每个环节都必须严格控制,以确保封装后的芯片能够正常工作。
IC芯片封装流程

IC芯片封装流程
IC芯片封装是指将制造好的芯片封装到封装材料中,以保护芯片的外部环境,提供电气连接,同时方便印刷线路板上插装既提供电气连接,又一定程度上可以增强集成块的可靠性和寿命。
IC芯片封装流程通常包括以下几个步骤:
1.芯片背面处理:首先对芯片背面进行处理,用特殊的涂覆剂或胶水将芯片与封装物质粘接在一起,同时提供固定和导电的功能。
2.粘接芯片:将芯片放置在封装模具的基座上,使芯片与基座的位置对齐,并使用紫外线或热处理适当加热固化。
3.排列焊点:将封装胶水涂覆到芯片的金属焊盘,然后使用针或其他工具将焊线排布在合适的位置。
4.环氧封装:将芯片放置在环氧树脂中,用压力和热量实现芯片与封装物质之间的完全粘结,并确保芯片不会受到机械或温度应力的影响。
5.外观检验:对封装后的IC芯片进行外观检验,确保芯片没有明显的损坏或缺陷。
6.电性能测试:将封装好的芯片连接到测试设备,测试其电气性能,如电流、电压、频率等,以确保芯片的功能正常。
7.标识和包装:根据芯片的型号和要求,在芯片或封装材料上进行标识,然后将芯片放入适当的包装盒或袋中,并进行密封,以防止芯片受到外界环境的影响。
8.成品检验:对已封装的IC芯片进行仔细的检查和测试,确保芯片的质量符合标准,并记录相关数据。
9.存储和出货:妥善存储已封装好的IC芯片,根据客户需求,安排发货。
10.售后服务:对于客户反馈的问题进行处理,提供售后服务和技术支持。
封装流程中的每个步骤都是非常重要的,任何一个环节的失误都可能导致芯片封装质量不合格,影响芯片的可靠性和性能。
因此,封装工艺的完善和精确执行对于芯片制造厂商来说至关重要。
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一、复杂繁琐的芯片设计流程芯片制造的过程就如同用乐高盖房子一样,先有晶圆作为地基,再层层往上叠的芯片制造流程后,就可产出必要的 IC 芯片(这些会在后面介绍)。
然而,没有设计图,拥有再强制造能力都没有用,因此,建筑师的角色相当重要。
但是IC 设计中的建筑师究竟是谁呢?本文接下来要针对IC 设计做介绍。
在IC 生产流程中,IC 多由专业 IC 设计公司进行规划、设计,像是联发科、高通、Intel 等知名大厂,都自行设计各自的 IC 芯片,提供不同规格、效能的芯片给下游厂商选择。
因为IC 是由各厂自行设计,所以 IC 设计十分仰赖工程师的技术,工程师的素质影响着一间企业的价值。
然而,工程师们在设计一颗 IC 芯片时,究竟有那些步骤?设计流程可以简单分成如下。
设计第一步,订定目标在IC 设计中,最重要的步骤就是规格制定。
这个步骤就像是在设计建筑前,先决定要几间房间、浴室,有什么建筑法规需要遵守,在确定好所有的功能之后在进行设计,这样才不用再花额外的时间进行后续修改。
IC 设计也需要经过类似的步骤,才能确保设计出来的芯片不会有任何差错。
规格制定的第一步便是确定 IC 的目的、效能为何,对大方向做设定。
接着是察看有哪些协定要符合,像无线网卡的芯片就需要符合IEEE 802.11 等规范,不然,这芯片将无法和市面上的产品相容,使它无法和其他设备连线。
最后则是确立这颗IC 的实作方法,将不同功能分配成不同的单元,并确立不同单元间连结的方法,如此便完成规格的制定。
设计完规格后,接着就是设计芯片的细节了。
这个步骤就像初步记下建筑的规画,将整体轮廓描绘出来,方便后续制图。
在IC 芯片中,便是使用硬体描述语言(HDL)将电路描写出来。
常使用的 HDL 有Verilog、VHDL 等,藉由程式码便可轻易地将一颗IC 地功能表达出来。
接着就是检查程式功能的正确性并持续修改,直到它满足期望的功能为止。
▲ 32 bits 加法器的Verilog 范例有了电脑,事情都变得容易有了完整规画后,接下来便是画出平面的设计蓝图。
在IC 设计中,逻辑合成这个步骤便是将确定无误的HDL code,放入电子设计自动化工具(EDA tool),让电脑将 HDL code 转换成逻辑电路,产生如下的电路图。
之后,反覆的确定此逻辑闸设计图是否符合规格并修改,直到功能正确为止。
▲控制单元合成后的结果最后,将合成完的程式码再放入另一套EDA tool,进行电路布局与绕线(Place And Route)。
在经过不断的检测后,便会形成如下的电路图。
图中可以看到蓝、红、绿、黄等不同颜色,每种不同的颜色就代表着一张光罩。
至于光罩究竟要如何运用呢?▲常用的演算芯片- FFT 芯片,完成电路布局与绕线的结果层层光罩,叠起一颗芯片首先,目前已经知道一颗IC 会产生多张的光罩,这些光罩有上下层的分别,每层有各自的任务。
下图为简单的光罩例子,以积体电路中最基本的元件 CMOS 为例,CMOS 全名为互补式金属氧化物半导体(Complementary metal–oxide–semiconductor),也就是将NMOS 和PMOS 两者做结合,形成CMOS。
至于什么是金属氧化物半导体(MOS)?这种在芯片中广泛使用的元件比较难说明,一般读者也较难弄清,在这里就不多加细究。
下图中,左边就是经过电路布局与绕线后形成的电路图,在前面已经知道每种颜色便代表一张光罩。
右边则是将每张光罩摊开的样子。
制作是,便由底层开始,依循上一篇IC 芯片的制造中所提的方法,逐层制作,最后便会产生期望的芯片了。
至此,对于IC 设计应该有初步的了解,整体看来就很清楚 IC 设计是一门非常复杂的专业,也多亏了电脑辅助软体的成熟,让IC 设计得以加速。
IC 设计厂十分依赖工程师的智慧,这里所述的每个步骤都有其专门的知识,皆可独立成多门专业的课程,像是撰写硬体描述语言就不单纯的只需要熟悉程式语言,还需要了解逻辑电路是如何运作、如何将所需的演算法转换成程式、合成软体是如何将程式转换成逻辑闸等问题。
二、什么是晶圆?在半导体的新闻中,总是会提到以尺寸标示的晶圆厂,如8 寸或是12 寸晶圆厂,然而,所谓的晶圆到底是什么东西?其中8 寸指的是什么部分?要产出大尺寸的晶圆制造又有什么难度呢?以下将逐步介绍半导体最重要的基础——「晶圆」到底是什么。
晶圆(wafer),是制造各式电脑芯片的基础。
我们可以将芯片制造比拟成用乐高积木盖房子,藉由一层又一层的堆叠,完成自己期望的造型(也就是各式芯片)。
然而,如果没有良好的地基,盖出来的房子就会歪来歪去,不合自己所意,为了做出完美的房子,便需要一个平稳的基板。
对芯片制造来说,这个基板就是接下来将描述的晶圆。
首先,先回想一下小时候在玩乐高积木时,积木的表面都会有一个一个小小圆型的凸出物,藉由这个构造,我们可将两块积木稳固的叠在一起,且不需使用胶水。
芯片制造,也是以类似这样的方式,将后续添加的原子和基板固定在一起。
因此,我们需要寻找表面整齐的基板,以满足后续制造所需的条件。
在固体材料中,有一种特殊的晶体结构──单晶(Monocrystalline)。
它具有原子一个接着一个紧密排列在一起的特性,可以形成一个平整的原子表层。
因此,采用单晶做成晶圆,便可以满足以上的需求。
然而,该如何产生这样的材料呢,主要有二个步骤,分别为纯化以及拉晶,之后便能完成这样的材料。
如何制造单晶的晶圆纯化分成两个阶段,第一步是冶金级纯化,此一过程主要是加入碳,以氧化还原的方式,将氧化硅转换成98% 以上纯度的硅。
大部份的金属提炼,像是铁或铜等金属,皆是采用这样的方式获得足够纯度的金属。
但是,98% 对于芯片制造来说依旧不够,仍需要进一步提升。
因此,将再进一步采用西门子制程(Siemens process)作纯化,如此,将获得半导体制程所需的高纯度多晶硅。
▲硅柱制造流程(Source:Wikipedia)接着,就是拉晶的步骤。
首先,将前面所获得的高纯度多晶硅融化,形成液态的硅。
之后,以单晶的硅种(seed)和液体表面接触,一边旋转一边缓慢的向上拉起。
至于为何需要单晶的硅种,是因为硅原子排列就和人排队一样,会需要排头让后来的人该如何正确的排列,硅种便是重要的排头,让后来的原子知道该如何排队。
最后,待离开液面的硅原子凝固后,排列整齐的单晶硅柱便完成了。
▲单晶硅柱(Souse:Wikipedia)然而,8寸、12寸又代表什么东西呢?他指的是我们产生的晶柱,长得像铅笔笔杆的部分,表面经过处理并切成薄圆片后的直径。
至于制造大尺寸晶圆又有什么难度呢?如前面所说,晶柱的制作过程就像是在做棉花糖一样,一边旋转一边成型。
有制作过棉花糖的话,应该都知道要做出大而且扎实的棉花糖是相当困难的,而拉晶的过程也是一样,旋转拉起的速度以及温度的控制都会影响到晶柱的品质。
也因此,尺寸愈大时,拉晶对速度与温度的要求就更高,因此要做出高品质12 寸晶圆的难度就比 8 寸晶圆还来得高。
只是,一整条的硅柱并无法做成芯片制造的基板,为了产生一片一片的硅晶圆,接着需要以钻石刀将硅晶柱横向切成圆片,圆片再经由抛光便可形成芯片制造所需的硅晶圆。
经过这么多步骤,芯片基板的制造便大功告成,下一步便是堆叠房子的步骤,也就是芯片制造。
至于该如何制作芯片呢?层层堆叠打造的芯片在介绍过硅晶圆是什么东西后,同时,也知道制造 IC 芯片就像是用乐高积木盖房子一样,藉由一层又一层的堆叠,创造自己所期望的造型。
然而,盖房子有相当多的步骤,IC 制造也是一样,制造 IC 究竟有哪些步骤?本文将将就 IC 芯片制造的流程做介绍。
在开始前,我们要先认识IC 芯片是什么。
IC,全名积体电路(Integrated Circuit),由它的命名可知它是将设计好的电路,以堆叠的方式组合起来。
藉由这个方法,我们可以减少连接电路时所需耗费的面积。
下图为 IC 电路的 3D 图,从图中可以看出它的结构就像房子的樑和柱,一层一层堆叠,这也就是为何会将 IC 制造比拟成盖房子。
▲ IC 芯片的3D 剖面图。
(Source:Wikipedia)从上图中 IC 芯片的 3D 剖面图来看,底部深蓝色的部分就是上一篇介绍的晶圆,从这张图可以更明确的知道,晶圆基板在芯片中扮演的角色是何等重要。
至于红色以及土黄色的部分,则是于IC 制作时要完成的地方。
首先,在这裡可以将红色的部分比拟成高楼中的一楼大厅。
一楼大厅,是一栋房子的门户,出入都是这里,在掌握交通下通常会有较多的机能性。
因此,和其他楼层相比,在兴建时会比较复杂,需要较多的步骤。
在 IC 电路中,这个大厅就是逻辑闸层,它是整颗IC 中最重要的部分,由将多种逻辑闸组合在一起,完成功能齐全的 IC 芯片。
黄色的部分,则像是一般的楼层。
和一楼相比,不会有太复杂的构造,而且每层楼在兴建时也不会有太多变化。
这一层的目的,是将红色部分的逻辑闸相连在一起。
之所以需要这么多层,是因为有太多线路要连结在一起,在单层无法容纳所有的线路下,就要多叠几层来达成这个目标了。
在这之中,不同层的线路会上下相连以满足接线的需求。
分层施工,逐层架构知道 IC 的构造后,接下来要介绍该如何制作。
试想一下,如果要以油漆喷罐做精细作图时,我们需先割出图形的遮盖板,盖在纸上。
接着再将油漆均匀地喷在纸上,待油漆乾后,再将遮板拿开。
不断的重复这个步骤后,便可完成整齐且复杂的图形。
制造IC 就是以类似的方式,藉由遮盖的方式一层一层的堆叠起来。
制作 IC 时,可以简单分成以上 4 种步骤。
虽然实际制造时,制造的步骤会有差异,使用的材料也有所不同,但是大体上皆采用类似的原理。
这个流程和油漆作画有些许不同,IC 制造是先涂料再加做遮盖,油漆作画则是先遮盖再作画。
以下将介绍各流程。
金属溅镀:将欲使用的金属材料均匀洒在晶圆片上,形成一薄膜。
涂布光阻:先将光阻材料放在晶圆片上,透过光罩(光罩原理留待下次说明),将光束打在不要的部分上,破坏光阻材料结构。
接着,再以化学药剂将被破坏的材料洗去。
蚀刻技术:将没有受光阻保护的硅晶圆,以离子束蚀刻。
光阻去除:使用去光阻液皆剩下的光阻溶解掉,如此便完成一次流程。
最后便会在一整片晶圆上完成很多IC 芯片,接下来只要将完成的方形IC 芯片剪下,便可送到封装厂做封装,至于封装厂是什么东西?就要待之后再做说明啰。
▲各种尺寸晶圆的比较。
(Source:Wikipedia)三、纳米制程是什么?三星以及台积电在先进半导体制程打得相当火热,彼此都想要在晶圆代工中抢得先机以争取订单,几乎成了14 纳米与16 纳米之争,然而 14 纳米与 16 纳米这两个数字的究竟意义为何,指的又是哪个部位?而在缩小制程后又将来带来什么好处与难题?以下我们将就纳米制程做简单的说明。