V roce 2020 bylo celosvětově vyrobeno více než bilion čipů, což odpovídá 130 čipům, které vlastní a používá každý člověk na planetě.Přesto nedávný nedostatek čipů nadále ukazuje, že toto číslo ještě nedosáhlo své horní hranice.
Přestože čipy již lze vyrábět v tak velkém měřítku, jejich výroba není snadný úkol.Proces výroby čipů je složitý a dnes pokryjeme šest nejkritičtějších kroků: depozice, fotorezistní povlak, litografie, leptání, iontová implantace a balení.
Depozice
Krok nanášení začíná plátkem, který je vyříznut z křemíkového válce o čistotě 99,99 % (také nazývaného „křemíkový ingot“) a vyleštěn do extrémně hladkého povrchu a poté je nanesen tenký film vodiče, izolantu nebo polovodičového materiálu. na destičku, v závislosti na konstrukčních požadavcích, aby na ni mohla být natištěna první vrstva.Tento důležitý krok se často nazývá „depozice“.
Jak se čipy stávají menšími a menšími, tiskové vzory na destičkách se stávají složitějšími.Pokroky v depozici, leptání a litografii jsou klíčem k tomu, aby se čipy stále zmenšovaly, a tím vedly k pokračování Moorova zákona.To zahrnuje inovativní techniky, které využívají nové materiály ke zpřesnění procesu depozice.
Fotorezistní nátěr
Plátky jsou poté potaženy fotocitlivým materiálem zvaným „fotorezistent“ (také nazývaný „fotorezistent“).Existují dva typy fotorezistů – „pozitivní fotorezisty“ a „negativní fotorezisty“.
Hlavním rozdílem mezi pozitivními a negativními fotorezisty je chemická struktura materiálu a způsob, jakým fotorezist reaguje na světlo.V případě pozitivních fotorezistů oblast vystavená UV světlu mění strukturu a stává se rozpustnější, čímž se připravuje na leptání a depozici.Negativní fotorezisty naproti tomu v oblastech vystavených světlu polymerují, což ztěžuje jejich rozpouštění.Pozitivní fotorezisty jsou nejpoužívanější ve výrobě polovodičů, protože mohou dosáhnout vyššího rozlišení, což z nich dělá lepší volbu pro fázi litografie.Nyní existuje po celém světě řada společností, které vyrábějí fotorezisty pro výrobu polovodičů.
Fotolitografie
Fotolitografie je klíčová v procesu výroby čipu, protože určuje, jak malé mohou být tranzistory na čipu.V této fázi se destičky vloží do fotolitografického stroje a vystaví se hlubokému ultrafialovému světlu.Mnohokrát jsou tisíckrát menší než zrnko písku.
Světlo je promítáno na plátek přes „maskovou desku“ a litografická optika (čočka systému DUV) se zmenšuje a zaostřuje navržený obvodový vzor na desce masky na fotorezist na plátku.Jak bylo popsáno dříve, když světlo dopadne na fotorezist, dojde k chemické změně, která otiskne vzor na desce masky na povlak fotorezistu.
Dosáhnout přesně správného exponovaného vzoru je obtížný úkol, přičemž v procesu jsou možné interference částic, lom a další fyzikální nebo chemické defekty.Proto někdy potřebujeme optimalizovat výsledný expoziční vzor specifickou korekcí vzoru na masce, aby vytištěný vzor vypadal tak, jak chceme.Náš systém používá „výpočetní litografii“ ke kombinaci algoritmických modelů s daty z litografického stroje a testovacích plátků, aby vytvořil design masky, který je zcela odlišný od konečného expozičního vzoru, ale právě toho chceme dosáhnout, protože to je jediný způsob, jak získat požadovaný expoziční vzor.
Leptání
Dalším krokem je odstranění degradovaného fotorezistu, aby se odhalil požadovaný vzor.Během procesu „leptání“ se plátek upeče a vyvolá a část fotorezistu se smyje, aby se odhalil 3D vzor s otevřeným kanálem.Proces leptání musí tvořit vodivé prvky přesně a konzistentně, aniž by byla ohrožena celková integrita a stabilita struktury čipu.Pokročilé techniky leptání umožňují výrobcům čipů používat dvojité, čtyřnásobné a distanční vzory k vytvoření malých rozměrů moderních návrhů čipů.
Stejně jako fotorezisty se i leptání dělí na „suché“ a „mokré“ typy.Suché leptání používá plyn k definování exponovaného vzoru na plátku.Mokré leptání využívá chemické metody k čištění plátku.
Čip má desítky vrstev, takže leptání musí být pečlivě kontrolováno, aby nedošlo k poškození spodních vrstev vícevrstvé struktury čipu.Pokud je účelem leptání vytvořit dutinu ve struktuře, je nutné zajistit, aby hloubka dutiny byla přesně správná.Některé návrhy čipů s až 175 vrstvami, jako je 3D NAND, činí krok leptání obzvláště důležitým a obtížným.
Iontové vstřikování
Jakmile je vzor vyleptán na plátek, je plátek bombardován kladnými nebo zápornými ionty, aby se upravily vodivé vlastnosti části vzoru.Surový křemík jako materiál pro destičky není dokonalým izolantem ani dokonalým vodičem.Vodivé vlastnosti křemíku spadají někde mezi.
Nasměrování nabitých iontů do křemíkového krystalu tak, aby bylo možné řídit tok elektřiny za účelem vytvoření elektronických spínačů, které jsou základními stavebními bloky čipu, tranzistorů, se nazývá „ionizace“, také známá jako „iontová implantace“.Po ionizaci vrstvy se odstraní zbývající fotorezist používaný k ochraně nenaleptané oblasti.
Obal
Vytvoření čipu na waferu vyžaduje tisíce kroků a od návrhu k výrobě trvá více než tři měsíce.Pro odstranění třísky z plátku je tento rozřezán na jednotlivé třísky pomocí diamantové pily.Tyto čipy, nazývané „holá matrice“, jsou rozděleny z 12palcového waferu, nejběžnější velikosti používané při výrobě polovodičů, a protože se velikost čipů liší, některé wafery mohou obsahovat tisíce čipů, zatímco jiné jen několik. tucet.
Tyto holé wafery jsou poté umístěny na „substrát“ – substrát, který používá kovovou fólii k nasměrování vstupních a výstupních signálů z holých waferů do zbytku systému.Poté je zakryt „chladičem“, malou plochou kovovou ochrannou nádobou obsahující chladicí kapalinu, která zajišťuje, že čip zůstane během provozu chladný.
profil společnosti
Společnost Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. vyrábí a vyváží různé malé stroje na výběr a umísťování od roku 2010. S využitím našeho vlastního bohatého zkušeného výzkumu a vývoje, dobře vyškolené výroby si NeoDen získává skvělou pověst u světových zákazníků.
s globální přítomností ve více než 130 zemích, vynikající výkon, vysoká přesnost a spolehlivost NeoDenstroje PNPaby byly perfektní pro výzkum a vývoj, profesionální prototypování a malo až středně sériovou výrobu.Poskytujeme profesionální řešení one stop SMT zařízení.
Přidat: č.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province, Čína
Telefon: 86-571-26266266
Čas odeslání: 24. dubna 2022