机械工程英语.ppt

Unit14 组员 SemiconductorManufacturing 半导体制造 Introduction 介绍 SemiconductorManufacturinghasaworldwideannualgrowthrateof18 Today Semiconductorsarea 150billionayearindustry Thisrisestoasmuchas 200billionifthesemiconductorequipmentmanufacturersareincluded Theprojectionstakesemiconductorstoa 1trillionindustryoverthenextdecade 半导体制造业全球的年增长率为18 如今 半导体是一个1500亿美元的产业 如果包括半导体设备制造商 这上涨高达2000亿美元 预测在未来十年 半导体行业将成为1万亿美元的产业 SemiconductorsandICs 半导体和集成电路 SemiconductorsandICsarethe brains ofeverycomputingdevicemanufacturedtoday fromsupercomputerstopersonalcomputerstokitchenappliances Tremendousleapsincom puterscienceandelectricalengineeringtechnologyoverthepastfewdecadeshavemadepossiblethewiderangeofcomputingdevicesavailabletoday 从超级计算机到个人电脑 到厨房电器 半导体和集成电路是每一个计算装置的 大脑 在过去的几十年里 计算机科学和电子工程技术巨大的飞跃使得当今广泛使用电脑设备成为可能 makepossible使 成为可能 Semiconductorproducts 半导体产品 Thedevelopmentofcomputer 计算机的发展 1 Themainforcedrivingthecomputerindustryisnotnewbasickonwledgebutthemarket Computerusersaremoresophisticatedanddemandingthanever theywanthigherperformance morefunctionality smallerdimensions andinterconnectivitywithotheiproducts allatsupercompetitiveprices 推动计算机工业发展的主要动力越来越显示出来并不是新技术而是市场 计算机用户变得比以前任何时候都更加苛刻 他们要求性能好 功能多 尺寸小 而且还要与其他产品能很方便地互相兼容 价格还要特别便宜 2 Computermakersneedtodesigncustomer focusedproducts outsource toagileas semblyfactories andorchestraterapidsupplychains 计算机制造商需要设计面向用户的产品 给具有敏捷装配能力的工厂 组装整机 提供货源 同时还要做好各快 配件 供货渠道之间的协调工作 outsourceto 从外部向 提供资源 Thesemiconductors 半导体 Asemiconductorisacrystallinematerial usuallysilcon withelectricalpropertieslyingbetweenconductor suchasaluminumandcopper andinsulators suchasrubberandglass Siliconcrystallizesinadiamond shapedlattice witheachatomsurroundedbyfourotheratomsinatetrahedron Theatomssharevalenceelectrons whichgiveeachatomacompletevalenceshell 半导体是一种晶体材料 通常是硅 其导电性介于导体 例如铝和铜等 和绝缘体 比如橡胶和玻璃 之间 硅晶体同金刚石具有相似的四面体结构 即每一个原子围绕着4个其他的原子 原子共同享有价电子 使得每一个原子都有完整的价电子层 Bipolarjunctiontransistor BJT 双极结晶体管 Abipolarjunctiontransistor BJT ismadebysand wichingthreedifferentsemiconductorslicesintooneSolidblock suchthatthecentersliceisofonetypeandthetwoouterslicesareoftheoppositetype 双极结晶体管 BJT 是由三层不同的半导体组合在一起构成的夹层式半导体器件 它的中间层是一种半导体 而外层又是相反类型的半导体 Amplification 放大器效应 Amplificationismoreutilizedinanalogdevicessuchasanelectricguitar FortheICsincomputers theprimaryfunctionistheultrafastswitchingabilityforlogic 放大效应常用于模拟器件上 比如电吉他就是利用了这种原理 对于计算机IC电路 晶体管的主要作用是执行逻辑运算时的超速开关功能 FabricationProcessofIC 集成电路的制造过程 集成电路 Integratedcircuitsareproducedinamultistepprocess TheactivecomponentsofachipareFormedbygraduallybuildinguppatternedlayersonthethincircularsiliconwafer 集成电路由多道工序制成 芯片上的有源器件都是通过在一块圆形薄层硅片上逐层制作多层电路图案生产出来的 Crystalgrowingandwaferproduction Circularingotsofpuresiliconaregrownandslicedinto200 mmor300 mmwafers 晶体生长和硅片生产 纯硅圆锭生长并切成200毫米或300毫米晶圆 Oxidation Silicondioxide SiO2 isproducedbyheatingthewafertoveryhightemperaturesinthepresenceofoxygen 氧化 二氧化硅是通过加热晶片 在氧气的存在并以非常高的温度下产生的 Photolithography Circuitpatternsareformedbymaskingandetchingprocesses 光刻 电路图案通过掩模和蚀刻工艺形成 Doping Afteretchingiscompleted theexposedsurfacesmaybedoped Then orp dopantsareaddedbyionimplantationfollowedbydiffusionprocesses 半导体 掺杂 蚀刻完成后 在电路暴露的表面掺杂 通过用离子注入后的扩散掺入n 或p 掺杂剂 Chemicalvapordeposition Thinfilmsofvariousmaterialsaredepositedonthewaferthroughseveralprocesses e g chemicalvapordeposition CVD 化学气相沉积 通过多道工序 例如 化学气相沉积 CVD 薄膜就可以沉积在晶片上 Interconnectcreation Sputteringorevaporationisusedtocreateconductingcircuitsbetweenindividualtransistorsanddevices 建立互连 用溅射或蒸发的方法来创建单个晶体管和设备之间的导电电路 Testingandpackaging IndividualICsaretestedforqualityandplacedinprotectivepackagesthatcanlaterbeconnectedonaprintedcircuitboard 测试和包装 为了保证质量 对单个集成电路的进行测试 并放置在以后可以和印刷电路板连接的保护包 Onceallactivecomponentsandcircuitsarefullyformed thewaferisprotectedwithalayerofinsudielectricfilm Finally apaatternedpassivationlayerisadded withreveabondingpadstowhichbondingwirescanbeattached thesebondingwireslinktheICpackageduringthe