芯片制造流程简介PPT

1、1、半导体产业芯片制造，2、什么是芯片？芯片，也称为微电路、微芯片、集成电路、集成电路)。它指的是包含集成电路的硅片，它非常小，通常是计算机或其他电子设备的一部分。为期两周的改变世界的假期集成电路之父：杰克基比2、模拟器件领域的乔布斯鲍勃韦勒3、罗斯弗里曼4、信息技术行业的神话5、晶体管之父戈登摩尔5、半导体行业的伟人肖克利4。信息技术产业的神话戈登摩尔戈登摩尔，1929年1月3日出生于旧金山的佩斯卡迪诺，是美国科学家、企业家和英特尔公司的创始人之一。他是一个结合了科学家和亿万富翁的两面派人物。戈登摩尔在信息技术行业有一个神话。这个神话是一条将企业推向成功顶峰的法律。这条定律就是摩尔定律。信息

2、产业几乎严格按照这一规律以指数方式引领着整个经济发展。这项法律的发现者不是别人，正是戈登摩尔，世界上最大的中央处理器制造商英特尔公司的创始人之一。戈登摩尔于1965年提出“摩尔定律”，1968年成立英特尔公司，1987年将首席执行官的职位移交给安迪格罗夫。布什总统在1990年颁发了“国家技术奖”，并在2000年建立了一个50亿美元的基金会。他于2001年从英特尔董事会退休。摩尔定律指出，当价格不变时，集成电路上可容纳的元件数量大约每18-24个月就会增加一倍，性能也会增加一倍。换句话说，每一美元的电脑性能每18-24个月就会提高一倍以上。这条定律揭示了信息技术进步的速度。全球芯片公司排名，1。

3、英特尔(中国)有限公司，2。三星电子有限公司。上海半导体科技有限公司。高通无线通信技术有限公司。超级功率半导体产品有限公司。韩国海力士半导体有限公司，7。德州仪器半导体技术有限公司。9 .美光半导体技术有限公司。联发科博通科技有限公司，10。华为技术有限公司，6，1 .集成电路设计2。芯片制造3。晶圆测试4。集成电路封装和组装，目录，7，1 .集成电路设计，1.1数字电路设计1.2模拟电路设计1.3模拟和测试，8.1.1数字电路(逻辑设计)，负责系统功能实现的数字电路设计，状态机，逻辑图，9.1.2模拟电路设计(模拟信号处理)，模拟电路设计负责输入信号的优化(增加电源电路，或优化电路布局等)。

4、)，以防止输入信号受到设备的影响。差分放大电路(消除信号中的噪声和放大信号)，10，1.3模拟和测试，电路图绘制，11，布局图(根据客户给出的规则进行布局)，12，布局和电路匹配检查，13，2。芯片制造：从沙子到芯片，中央处理器是如何制造的(短片)2.1，沙子/硅锭硅是地壳中的第二种元素。常识：沙子含硅量高。硅是计算机芯片的原材料，它是一种半导体材料，也就是说，通过掺杂，硅可以转变成具有良好导电性的导体或绝缘体。【注：半导体是导体和绝缘体之间具有导电性的材料。掺杂是一种方法，通常添加少量其他元素来改变电导率。熔融硅尺寸：晶圆级(约300毫米/12英寸。)为了用于制造计算机芯片，硅必须被提纯到非

5、常高的纯度(至多十亿分之一原子中的另一个原子，即超过99.9999999%)。硅在熔融状态下被提取并固化。固体是由单个连续和不间断晶格(即硅锭)排列的圆柱体。单晶硅锭尺寸：晶圆级(约300毫米/12英寸)硅锭直径约300毫米，重量约100公斤。单晶硅意味着整片硅是一种晶体。我们在日常生活中看到的大多数金属和非金属简单物质或化合物都以多晶形式存在。14，2.2，硅锭/晶片切割-尺寸：晶片级(约300毫米/12英寸)硅锭被切割成单个硅晶片，称为晶片。每个晶圆的直径为300毫米，厚度约为1毫米。晶圆尺寸：晶圆级(约300毫米/12英寸)晶圆抛光至无瑕疵，并能在镜子中看到。英特尔从供应商那里购买晶圆。

6、目前，晶片的供应规模比以前更大，平均而言，每个芯片的制造成本更低。目前，供应商提供的晶圆直径为300毫米，工业晶圆有增长到450毫米的趋势。在晶片上制造芯片需要数百个精确控制的过程，不同的材料被一个接一个地覆盖。以下是对芯片复杂制造过程中几个重要过程的简要介绍。15，2.3。光刻胶尺寸的使用：晶圆级(约300毫米/12英寸)光刻是通过特殊方法在晶圆上印刷图像的过程。开始时，使用一种叫做光致抗蚀剂的液体，并将其均匀地倒在旋转的晶片上。光致抗蚀剂这个名字来自于这样一个事实：人们发现了一种对特定频率的光敏感的物质，它能抵抗特定化学物质的腐蚀。蚀刻过程中的涂层和雕刻可以保护和腐蚀不需要的材料。曝光尺寸

7、：在晶圆级(约300毫米/12英寸)光致抗蚀剂硬化后，用一定频率的紫外线照射后，它变得可溶。曝光过程需要一个隔膜，作为印模，只有曝光部分的光致抗蚀剂是可溶的。膜片的图像(电路)印在晶片上。电路图像必须被透镜缩小，曝光设备在晶片上来回移动多次，即经过多次曝光后，电路图可以完全打印出来。注：类似于古代照相底片的原理溶解光致抗蚀剂-尺寸：晶圆级(约300毫米/12英寸)通过化学过程溶解曝光的光致抗蚀剂，使光致抗蚀剂被光阑覆盖。16，2.4，离子注入离子注入-尺寸：在涂覆有光致抗蚀剂的晶片层(约300毫米/12英寸)被离子束(带正电或带负电的原子)轰击后，未被光致抗蚀剂覆盖的部分被杂质嵌入(高速离子涌

8、入未被光致抗蚀剂覆盖的硅表面)，这一过程称为掺杂。当杂质进入硅中时，它会改变硅在某些区域的导电性(导电性或绝缘性)，这取决于所使用的离子。在这里，让我们展示一下如何打一口井。这些区域将形成晶体管。注意：据说用于注入的带电粒子在被电场加速后可以达到300，000千米/小时去除光刻胶-尺寸：在晶片级(大约300毫米/12英寸)离子注入之后，去除光刻胶以在掺杂区域中形成晶体管。晶体管形成的初始阶段-尺寸：晶体管水平(约50 200纳米)图显示放大的晶片上有一个晶体管的点。绿色区域代表掺杂硅。今天的晶片将有数千亿这样的面积来容纳晶体管。17，2.5，蚀刻尺寸：晶体管级(约50 200纳米)为了制作三栅

9、极晶体管的鳍片，在上述光刻工艺中使用了一种称为硬膜(蓝色)的图像材料。然后用一种化学物质蚀刻掉不想要的硅，留下覆盖着硬薄膜的鳍。18，2.6。临时栅极二氧化硅栅极电介质的形成-尺寸：晶体管级(约50 200纳米)在光刻阶段，一些晶体管被光致抗蚀剂覆盖，晶片被插入到充氧管式炉中以产生二氧化硅薄层(红色)，这产生了临时栅极电介质。多晶硅栅电极尺寸：晶体管级(约50 200纳米)在光刻过程中制作一层多晶硅(黄色)，形成一个临时栅电极。绝缘尺寸：晶体管级(约50 200纳米)。在氧化阶段，整个晶片的二氧化硅层(红色透明)用于与其他部分绝缘。英特尔使用“最后一道门”(也称为“替代金属门”)技术制造晶体管

10、金属门。这种方法的目的是确保晶体管没有稳定性问题，否则高温过程将导致晶体管不稳定。，19，2.7，“最后一个门”高K/金属门的形成注：介电常数K是高还是低是相对的，但英特尔的标准不同于行业标准，行业标准通常采用IBM的标准。低钾介质可以降低漏电流，但加工困难。目前，大规模数字电路使用高K介质。牺牲栅尺寸的去除：晶体管级(约50 200纳米)临时(牺牲)栅电极和栅电介质用隔膜工艺中使用的方法蚀刻掉。真正的门现在将会形成，因为第一扇门已经被移除，这个过程被称为“最后的门”使用高k电介质尺寸：晶体管级(约50 200纳米)在沉积过程中称为“原子层”，晶片表面覆盖有一层分子。图中的黄色层代表其中的两层

11、。使用光刻技术，在不需要的区域(例如，在透明二氧化硅的顶部)蚀刻掉高k材料。金属栅极尺寸：金属电极(蓝色)形成在晶体管级(约50 200纳米)晶片上，不需要的区域被光刻蚀刻掉。当与高k材料(薄黄色层)结合使用时，可以提高晶体管性能并降低漏电流，这超出了传统二氧化硅/多晶硅栅极的能力。20，2.8，金属沉积晶体管就绪尺寸：晶体管级(约50 200纳米)晶体管结构几乎完成。晶体管上方的绝缘层蚀刻出三个孔，用铜或其他材料填充，以便与其他晶体管导通。【注：晶体管也是普通意义上的三极管，它需要3个引脚，所以晶体管的绝缘层中必须蚀刻3个孔】电镀-尺寸：晶体管级(约50 200纳米)。在此阶段，将晶片浸入硫

12、酸铜溶液中，作为阴极。铜离子从阳极开始到达阴极，最后铜离子将沉积在晶体管表面。电镀后顺序-尺寸：在晶体管级(约50 200纳米)电镀后，铜离子沉积在晶片表面形成一薄层铜。21，2.9，金属层抛光-尺寸：晶体管级(约50 200纳米)多余的材料将被机械抛光，直到露出光亮的铜。金属层尺寸：晶体管级(6个晶体管的总和约为500纳米)多个重金属层被构造成以特殊结构传导晶体管(请考虑宏观世界中的“导线”)。这些“导线”是如何连接的，由特定类型处理器(例如第二代英特尔酷睿I5处理器)的设计师和设计团队决定。尽管计算机芯片看起来非常光滑，但实际上它可能超过30层，这是一个非常复杂的电路。一个放大的芯片看起来

13、像是一个复杂的电线和晶体管网络，看起来像是未来某一天建在地面上的多层高速公路系统。22，2.10，封装单芯片尺寸：芯片等级(约10毫米/约0.5英寸)单芯片在之前的工艺后被切割成单个芯片。这里显示的是英特尔的22纳米微处理器芯片代码常春藤桥。包装尺寸：包装等级(约20毫米/约1英寸)将基板、芯片(电路部分)和导热盖粘合在一起，形成一个完整的处理器。绿色基板具有电子和机械接口，可与电脑系统的其他部分进行通信。银导热盖可与散热器接触，将中央处理器产生的热量散发出去。处理器尺寸：包装等级(约20毫米/1英寸)的完整微处理器(常春藤桥)被称为人类制造的最复杂的产品。事实上，在世界上最干净的环境中(微处理器工厂)，处理器需要数百个过程来完成仅仅是上面提到的最重要的过程。注意，灰尘会导致电路短路，精密电路的制造必须在无尘环境中进行。例如，目前计算机主板所需的无尘环境为10，000级，这意味着平均10，000立方米的空气中不应含有一个以上的灰尘颗粒。中央处理器电路更精细，对无尘环境的要求更高，23，2.11，级别测试/完整处理器级别测试-尺寸：封装级别(约20毫米/约1英寸)。在最后的测试阶段，处理器将接受全面的测试，包括功能、性能和功耗。筛分-尺寸：包装等级(约20毫米/约1英寸)根据测试结果进行筛分。具有相同