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芯片內部制造工藝都不知道,好意思說你懂芯片?

發布人:深圳半導體 時間:2022-06-14 來源:工程師 發布文章

芯片是很多智能設備的重要器件,缺少芯片的情況下,這些智能設備將“癱瘓”。所以,我們應當大力發展芯片。為增進大家對芯片的認識,本文將對芯片的內部制造工藝予以介紹。如果你對芯片也感興趣,不妨和小編一起繼續往下閱讀哦。

一、芯片

芯片是電子產品里面的一種微型電子器件或部件,芯片目前已經成為我們生活中不可或缺的物件。芯片主要用在電子產品中,分為5G、Wi-Fi、藍牙這種通信芯片等很多類型。

芯片可以把大規模的千萬或億級數量的電路板集成晶硅片,芯片還有一個本質就是集成電路。人類對芯片的需求如同人離不開空氣,可以發揮出高性能和作用。

 

無論是手機、汽車、電腦等產品都需要芯片,它的體積小占用空間少讓電子產品可以更輕薄,都需要強大的計算作為支撐,芯片是人類走向智能化的標志,未來高科技的競爭完全寫在芯片上。

我國芯片大多都是依靠進口,在美國政府的打壓以及疫情的影響下,芯片自主研發對我國是一個巨大的挑戰,也是一個巨大的機遇。目前中國華為海思半導體的研發實力,絲毫不弱于三星、高通和蘋果,金譽半導體也迎難而上,在加速工廠生產的情況下,不放棄對芯片方案設計的開發。但和國外相比,中國科技之路終究還有很長一段的路要走。

二、芯片內部制造工藝

芯片制造的整個過程包括芯片設計、芯片制造、封裝測試等。芯片制造過程特別復雜。

首先是芯片方案設計,根據設計要求,生成“圖案”,再根據“圖案”進行芯片制作,別看芯片小小一個,其中的講究非常多,制造工藝之間的銜接非常嚴謹,每一步都不能出錯,不然就會影響使用壽命甚至無法使用。

1、晶片材料

晶片的主要材料是硅,硅由石英砂精制而成,然后將硅制作成硅片,硅片經硅元素(99.999%)提純后制成硅棒,就成為了制造集成電路的石英半導體材料。芯片就是制造所需的特定晶片,晶圓越薄,生產成本就越低,但對工藝的要求就越高。

2、晶圓涂層

晶圓涂層可以抵抗氧化和溫度,其材料是一種光致抗蝕劑。

3、晶圓光刻顯影、蝕刻

首先,在晶圓(或基板)表面涂覆一層光刻膠并干燥。干燥的晶片被轉移到光刻機上。通過掩模,光將掩模上的圖案投射到晶圓表面的光刻膠上,實現曝光和化學發光反應。曝光后的晶圓進行二次烘烤,即所謂曝光后烘烤,烘烤后的光化學反應更為充分。

最后,顯影劑被噴在晶圓表面的光刻膠上以形成曝光圖案。顯影后,掩模上的圖案保留在光刻膠上。糊化、烘烤和顯影都是在均質顯影劑中完成的,曝光是在平版印刷機中完成的。均化顯影機和光刻機一般都是在線操作,晶片通過機械手在各單元和機器之間傳送。

整個曝光顯影系統是封閉的,晶片不直接暴露在周圍環境中,以減少環境中有害成分對光刻膠和光化學反應的影響。

4、添加雜質

相應的p和n半導體是通過向晶圓中注入離子而形成的。

具體工藝是從硅片上的裸露區域開始,將其放入化學離子混合物中。這個過程將改變摻雜區的傳導模式,使每個晶體管都能打開、關閉或攜帶數據。一個簡單的芯片只能使用一層,但一個復雜的芯片通常有許多層。

此時,該過程連續重復,通過打開窗口可以連接不同的層。這與多層pcb的制造原理類似。更復雜的芯片可能需要多個二氧化硅層。此時,它是通過重復光刻和上述工藝來實現的,形成一個三維結構。

5、晶圓

經過上述處理后,晶圓上形成點陣狀晶粒。用針法測試了各晶粒的電學性能。一般來說,每個芯片都有大量的晶粒,組織一次pin測試模式是一個非常復雜的過程,這就要求盡可能批量生產相同規格型號的芯片。數量越大,相對成本就越低,這也是主流芯片設備成本低的一個因素。

6、封裝

同一片芯片的芯可以有不同的封裝形式,其原因是晶片固定,引腳捆綁,根據需要制作不同的封裝形式。例如:DIP、QFP、PLCC、QFN等,這主要取決于用戶的應用習慣、應用環境、市場形態等外圍因素。

7、測試和包裝

經過上述過程,芯片生產已經完成。最后一步是測試芯片,去除有缺陷的產品,并包裝,在這些方面金譽半導體的產品良率達百分之九十九以上。

以上便是此次小編帶來的芯片相關內容,通過本文,希望大家對芯片具備一定的了解。如果你喜歡本文,不妨持續關注我們哦,小編將于后期帶來更多精彩內容。最后,十分感謝大家的閱讀。

 


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