Комплетно објаснување за процесот на производство на чипови (1/2): од нафта до пакување и тестирање

Производството на секој полупроводнички производ бара стотици процеси, а целиот процес на производство е поделен на осум чекори:Обработка на нафта - оксидација - Фотолитографија - гравирање - таложење на тенки филмови - Интерконекција - тестирање - пакување.

Чекор 1:Обработка на нафта

Сите процеси на полупроводници започнуваат со зрно песок! Бидејќи силиконот содржан во песокот е суровината потребна за производство на нафора. Нафорите се тркалезни парчиња исечени од единечни кристални цилиндри изработени од силикон (Si) или галиум арсенид (GaAs). За да се извлечат силиконски материјали со висока чистота, потребен е силициум песок, потребен е специјален материјал со содржина на силикон диоксид до 95%, што е исто така главна суровина за правење нафора. Обработката на нафта е процес на правење на горенаведените нафора.

Кастинг на инго

Прво, песокот треба да се загрее за да се одделат јаглерод моноксид и силикон во него, а процесот се повторува сè додека не се добие силикон со електронска оценка со ултра-висока чистота (ЕГ-СИ). Силиконот со висока чистота се топи во течност, а потоа се зацврстува во единечна цврста форма, наречена „ingot“, ​​што е првиот чекор во производството на полупроводници.

Производствената прецизност на силиконските инготи (силиконски столбови) е многу висока, достигнувајќи го нивото на нанометар, а широко користениот метод на производство е методот Czochralski.

Сечење на инго

По завршувањето на претходниот чекор, неопходно е да се отсечат двата краја на инготот со дијамантска пила и потоа да се исечат на тенки парчиња од одредена дебелина. Дијаметарот на парчето Ingot ја одредува големината на нафтата. Поголемите и потенки нафора можат да се поделат на повеќе употребливи единици, што помага да се намалат трошоците за производство. По сечење на силиконскиот инго, неопходно е да се додадат ознаки „рамна површина“ или „заби“ на парчињата за да се олесни поставувањето на насоката за обработка како стандард во следните чекори.

Полирање на површината на нафта

Парчињата добиени во текот на горенаведениот процес на сечење се нарекуваат „голи нафора“, односно необработени „сурови нафора“. Површината на голата нафора е нерамна и шемата на колото не може да се отпечати директно на неа. Затоа, неопходно е прво да се отстранат дефектите на површината преку процесите на мелење и хемиско гравирање, потоа да се полираат за да се формира мазна површина, а потоа да се отстранат преостанатите загадувачи преку чистење за да се добие готов нафора со чиста површина.

Чекор 2: Оксидација

Улогата на процесот на оксидација е да формира заштитен филм на површината на нафтата. Ја штити нафтата од хемиски нечистотии, спречува струја на истекување да влезе во колото, спречува дифузија за време на јонската имплантација и го спречува нафтата да се лизне за време на гравирање.

Првиот чекор од процесот на оксидација е да се отстранат нечистотиите и загадувачите. Потребни се четири чекори за отстранување на органска материја, метални нечистотии и испарување на преостаната вода. По чистењето, нафтата може да се постави во висока температурна околина од 800 до 1200 степени Целзиусови, а силикон диоксид (т.е. „оксид“) слој се формира со проток на кислород или пареа на површината на нафора. Кислородот се шири низ оксидниот слој и реагира со силикон за да формира оксиден слој со различна дебелина, а неговата дебелина може да се мери откако ќе се заврши оксидацијата.

Сува оксидација и влажна оксидација во зависност од различните оксиданти во реакцијата на оксидација, процесот на термичка оксидација може да се подели на сува оксидација и влажна оксидација. Поранешниот користи чист кислород за да произведе силиконски диоксид слој, кој е бавен, но оксидниот слој е тенок и густ. Вториот бара и кислород и високо растворлив воден пареа, што се карактеризира со брза стапка на раст, но релативно густ заштитен слој со мала густина.

Покрај оксиданот, постојат и други променливи кои влијаат на дебелината на силиконскиот диоксид слој. Прво, структурата на нафта, нејзините дефекти на површината и внатрешната концентрација на допинг ќе влијаат на стапката на генерирање на оксидни слоеви. Покрај тоа, колку е поголем притисокот и температурата генерирана од опремата за оксидација, толку побрзо ќе се генерира оксидниот слој. За време на процесот на оксидација, исто така е неопходно да се користи кукла лист според положбата на нафтата во единицата за да се заштити нафтата и да се намали разликата во степенот на оксидација.

Чекор 3: Фотолитографија

Фотолитографијата е да се „печати“ шемата на колото на нафтата преку светлина. Можеме да го разбереме како цртање на рамнината мапа потребна за производство на полупроводници на површината на нафтата. Колку е поголема финост на шемата на колото, толку е поголема интеграцијата на готовиот чип, што мора да се постигне преку напредна технологија за фотолитографија. Поточно, фотолитографијата може да се подели на три чекори: фоторезист за обложување, изложеност и развој.

Облога

Првиот чекор на цртање на коло на нафта е да се премачка фоторезистот на оксидниот слој. Фоторезистот го прави нафтата „фото -хартија“ со промена на своите хемиски својства. Колку е потенок фоторезистичкиот слој на површината на нафтата, толку е поеднаква облогата и пофина шемата што може да се отпечати. Овој чекор може да се направи со методот "спин обложување". Според разликата во реактивноста на светлината (ултравиолетова), фоторезистите можат да се поделат на два вида: позитивни и негативни. Првиот ќе се распаѓа и ќе исчезне по изложеноста на светлина, оставајќи ја шемата на неисполнетата област, додека второто ќе се полимеризира по изложеноста на светлина и ќе се појави моделот на изложениот дел.

Изложеност

Откако филмот со фоторезист е покриен на нафора, печатењето на колото може да се заврши со контрола на изложеноста на светлината. Овој процес се нарекува „изложеност“. Можеме селективно да поминеме светлина преку опремата за изложеност. Кога светлината поминува низ маската што ја содржи шемата на колото, колото може да се отпечати на нафтата обложена со филмот на фоторезистот подолу.

За време на процесот на изложеност, колку е пофина печатената шема, толку повеќе компоненти може да се смести конечниот чип, што помага да се подобри ефикасноста на производството и да се намали цената на секоја компонента. Во ова поле, новата технологија што во моментов привлекува големо внимание е литографијата на ЕУВ. LAM Research Group заеднички разви нова технологија за фоторезист на сув филм со стратешки партнери ASML и IMEC. Оваа технологија може во голема мерка да ја подобри продуктивноста и приносот на процесот на изложеност на литографијата на ЕУВ со подобрување на резолуцијата (клучен фактор во ширина на колото за подесување).

Развој

Чекор по изложеноста е да го испрскате инвеститорот на нафора, целта е да се отстрани фоторезистот во откриената област на шемата, за да може да се открие шемата на печатеното коло. По завршувањето на развојот, треба да се провери со различна опрема за мерење и оптички микроскопи за да се обезбеди квалитетот на дијаграмот на колото.

Чекор 4: Обрати

Откако ќе се заврши фотолитографијата на дијаграмот на колото на нафора, се користи процес на гравирање за да се отстрани кој било вишок оксиден филм и да се остави само полупроводничкиот дијаграм на колото. За да го направите ова, се користи течност, гас или плазма за отстранување на избраните вишок делови. Постојат два главни методи на гравирање, во зависност од користените супстанции: влажно гравирање со помош на специфичен хемиски раствор за хемиски реакција за да се отстрани оксидниот филм и сувото гравирање со употреба на гас или плазма.

Влажно гравирање

Влажното гравирање со употреба на хемиски раствори за отстранување на оксидните филмови има предности на ниска цена, брзина на гравирање и висока продуктивност. Сепак, влажното гравирање е изотропско, односно нејзината брзина е иста во која било насока. Ова предизвикува маската (или чувствителен филм) да не биде целосно усогласена со гравираниот оксид филм, така што е тешко да се процесираат дијаграми со многу фино коло.

Суво гравирање

Сувото гравирање може да се подели на три различни типа. Првиот е хемиско гравирање, кое користи гасови за гравирање (главно водороден флуорид). Како и влажното гравирање, овој метод е изотропски, што значи дека не е погоден за фино гравирање.

Вториот метод е физичко плукање, кое користи јони во плазмата за да влијае и да го отстрани вишокот оксиден слој. Како метод на анизотропско гравирање, плукање со гравирање има различни стапки на гравирање во хоризонталните и вертикалните насоки, така што неговата финост е исто така подобра од хемиското гравирање. Како и да е, недостаток на овој метод е што брзината на гравирање е бавна затоа што целосно се потпира на физичката реакција предизвикана од јонскиот судир.

Последниот трет метод е реактивно јонско гравирање (RIE). RIE ги комбинира првите два начина, односно додека се користи плазма за јонизација физичко гравирање, хемиското гравирање се врши со помош на слободни радикали генерирани по активирање на плазма. Покрај брзината на гравирање што ги надминува првите два методи, RIE може да ги користи анизотропните карактеристики на јони за да се постигне гравирање на шема со голема прецизност.

Денес, сувото гравирање е широко користено за подобрување на приносот на фино полупроводнички кола. Одржувањето на униформност и зголемена брзина на гравирање на целосна важност и зголемената брзина на гравирање се клучни, а најнапредната опрема за суво гравирање на денешната го поддржува производството на најнапредните логички и мемориски чипови со повисоки перформанси.

Полупроводник на Ветек е професионален кинески производител наТанталум карбид облога, Силиконски карбид обвивка, Специјален графит, Силиконска карбид керамикаиДруга керамика на полупроводници. Полупроводникот на Ветек е посветен на обезбедување на напредни решенија за разни производи за нафта SIC за индустријата за полупроводници.

Доколку сте заинтересирани за горенаведените производи, слободно контактирајте не директно.  

МОБ: +86-180 6922 0752

Whatsapp: +86 180 6922 0752

Е -пошта: anny@veteksemi.com