През 2020 г. в световен мащаб са произведени повече от трилион чипа, което се равнява на 130 чипа, притежавани и използвани от всеки човек на планетата.Въпреки това, скорошният недостиг на чипове продължава да показва, че този брой все още не е достигнал горната си граница.
Въпреки че вече могат да се произвеждат чипове в такъв голям мащаб, производството им не е лесна задача.Процесът на производство на чипове е сложен и днес ще разгледаме шестте най-критични стъпки: отлагане, фоторезистентно покритие, литография, ецване, йонна имплантация и опаковане.
Отлагане
Стъпката на отлагане започва с пластината, която се изрязва от 99,99% чист силициев цилиндър (наричан още „силициев слитък“) и се полира до изключително гладко покритие, след което се отлага тънък филм от проводник, изолатор или полупроводников материал върху пластината, в зависимост от структурните изисквания, така че първият слой да може да бъде отпечатан върху нея.Тази важна стъпка често се нарича "отлагане".
Тъй като чиповете стават все по-малки и по-малки, отпечатването на модели върху вафли става по-сложно.Напредъкът в отлагането, ецването и литографията е от ключово значение за правенето на чипове все по-малки и по този начин стимулира продължаването на закона на Мур.Това включва иновативни техники, които използват нови материали, за да направят процеса на отлагане по-прецизен.
Фоторезистно покритие
След това вафлите се покриват с фоточувствителен материал, наречен „фоторезист“ (наричан още „фоторезист“).Има два вида фоторезисти – „позитивни фоторезисти“ и „негативни фоторезисти“.
Основната разлика между положителните и отрицателните фоторезисти е химическата структура на материала и начина, по който фоторезистът реагира на светлината.В случай на положителни фоторезисти, зоната, изложена на UV светлина, променя структурата си и става по-разтворима, като по този начин се подготвя за ецване и отлагане.Негативните фоторезисти, от друга страна, полимеризират в зоните, изложени на светлина, което ги прави по-трудни за разтваряне.Положителните фоторезисти са най-използваните в производството на полупроводници, защото могат да постигнат по-висока разделителна способност, което ги прави по-добър избор за етапа на литография.Сега има редица компании по света, които произвеждат фоторезисти за производство на полупроводници.
Фотолитография
Фотолитографията е от решаващо значение в процеса на производство на чипове, защото определя колко малки могат да бъдат транзисторите на чипа.На този етап вафлите се поставят във фотолитографска машина и се излагат на дълбока ултравиолетова светлина.Много пъти те са хиляди пъти по-малки от песъчинка.
Светлината се проектира върху подложката през „плоча за маска“ и литографската оптика (лещата на системата DUV) се свива и фокусира проектирания модел на веригата върху пластината за маска върху фоторезиста на подложката.Както беше описано по-горе, когато светлината попадне върху фоторезиста, настъпва химическа промяна, която отпечатва шарката върху плочата на маската върху покритието на фоторезиста.
Получаването на експонирания модел точно както трябва е трудна задача, като в процеса са възможни интерференция на частици, пречупване и други физически или химични дефекти.Ето защо понякога трябва да оптимизираме окончателния модел на експозиция, като специално коригираме шаблона върху маската, за да направим отпечатания шаблон да изглежда така, както искаме.Нашата система използва „изчислителна литография“, за да комбинира алгоритмични модели с данни от литографската машина и тестови вафли, за да произведе дизайн на маска, който е напълно различен от окончателния модел на експозиция, но това е, което искаме да постигнем, защото това е единственият начин да получим желания модел на експозиция.
Офорт
Следващата стъпка е да премахнете влошения фоторезист, за да разкриете желания модел.По време на процеса на "ецване", вафлата се изпича и проявява, а част от фоторезиста се отмива, за да се разкрие 3D модел с отворен канал.Процесът на ецване трябва да формира проводими характеристики прецизно и последователно, без да компрометира цялостната цялост и стабилност на структурата на чипа.Усъвършенстваните техники за ецване позволяват на производителите на чипове да използват двойни, четворни и базирани на разделители модели, за да създадат малките размери на модерния дизайн на чипове.
Подобно на фоторезистите, офортът се разделя на "сух" и "мокър" тип.Сухото ецване използва газ за дефиниране на открития модел върху пластината.Мокрото ецване използва химически методи за почистване на пластината.
Един чип има десетки слоеве, така че ецването трябва да се контролира внимателно, за да се избегне повреда на долните слоеве на многослойна структура на чип.Ако целта на ецването е да се създаде кухина в структурата, необходимо е да се гарантира, че дълбочината на кухината е точно правилната.Някои дизайни на чипове с до 175 слоя, като 3D NAND, правят стъпката на ецване особено важна и трудна.
Йонно инжектиране
След като моделът е гравиран върху пластината, пластината се бомбардира с положителни или отрицателни йони, за да се регулират проводимите свойства на част от шаблона.Като материал за пластини, суровината силиций не е перфектен изолатор, нито перфектен проводник.Проводимите свойства на силиция са някъде по средата.
Насочването на заредени йони в силициевия кристал, така че потокът от електричество да може да се контролира, за да се създадат електронните ключове, които са основните градивни елементи на чипа, транзисторите, се нарича „йонизация“, известна още като „йонна имплантация“.След като слоят е йонизиран, останалият фоторезист, използван за защита на негравираната област, се отстранява.
Опаковка
Необходими са хиляди стъпки, за да се създаде чип върху пластина, а преминаването от дизайна до производството отнема повече от три месеца.За да се отстрани чипът от вафлата, той се нарязва на отделни чипове с помощта на диамантен трион.Тези чипове, наречени „голи матрици“, са разделени от 12-инчова пластина, най-често срещаният размер, използван в производството на полупроводници, и тъй като размерът на чиповете варира, някои пластини могат да съдържат хиляди чипове, докато други съдържат само няколко дузина.
След това тези оголени пластини се поставят върху „субстрат“ – субстрат, който използва метално фолио за насочване на входните и изходните сигнали от оголената пластина към останалата част от системата.След това се покрива с „радиатор“, малък, плосък метален защитен контейнер, съдържащ охлаждаща течност, за да се гарантира, че чипът остава хладен по време на работа.
профил на компанията
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. произвежда и изнася различни малки машини за избиране и поставяне от 2010 г. насам. Възползвайки се от нашите собствени богати опитни R&D, добре обучено производство, NeoDen печели страхотна репутация от клиентите по целия свят.
с глобално присъствие в над 130 държави, отличната производителност, висока точност и надеждност на NeoDenPNP машиниправят ги идеални за научноизследователска и развойна дейност, професионално създаване на прототипи и производство на малки до средни партиди.Ние предлагаме професионално решение за SMT оборудване на едно място.
Добавяне: No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province, Китай
Телефон: 86-571-26266266
Време на публикуване: 24 април 2022 г