半导体生产工艺流程(半导体制造八大工序?)

半导体制造八大工序?

第一步 晶圆加工

所有半导体工艺都始于一粒沙子!因为沙子所含的硅是生产晶圆所需要的原材料。晶圆是将硅(Si)或砷化镓(GaAs)制成的单晶柱体切割形成的圆薄片。要提取高纯度的硅材料需要用到硅砂,一种二氧化硅含量高达95%的特殊材料,也是制作晶圆的主要原材料。晶圆加工就是制作获取上述晶圆的过程。

第二步 氧化

氧化过程的作用是在晶圆表面形成保护膜。它可以保护晶圆不受化学杂质影响、避免漏电流进入电路、预防离子植入过程中的扩散以及防止晶圆在刻蚀时滑脱。

第三步 光刻

光刻是通过光线将电路图案“印刷”到晶圆上,我们可以将其理解为在晶圆表面绘制半导体制造所需的平面图。电路图案的精细度越高,成品芯片的集成度就越高,必须通过先进的光刻技术才能实现。具体来说,光刻可分为涂覆光刻胶、曝光和显影三个步骤。

第四步 刻蚀

在晶圆上完成电路图的光刻后,就要用刻蚀工艺来去除任何多余的氧化膜且只留下半导体电路图。

第五步 薄膜沉积

为了创建芯片内部的微型器件,我们需要不断地沉积一层层的薄膜并通过刻蚀去除掉其中多余的部分,另外还要添加一些材料将不同的器件分离开来。

第六步 · 互连

半导体的导电性处于导体与非导体(即绝缘体)之间,这种特性使我们能完全掌控电流。通过基于晶圆的光刻、刻蚀和沉积工艺可以构建出晶体管等元件,但还需要将它们连接起来才能实现电力与信号的发送与接收。

第七步 测试

测试的主要目标是检验半导体芯片的质量是否达到一定标准,从而消除不良产品、并提高芯片的可靠性。

第八步 · 封装

经过之前几个工艺处理的晶圆上会形成大小相等的方形芯片(又称“单个晶片”)。下面要做的就是通过切割获得单独的芯片。刚切割下来的芯片很脆弱且不能交换电信号,需要单独进行处理。这一处理过程就是封装。

半导体芯片制造有哪些工艺流程,会用到那些设备,这些设备的生产商有哪些?

你还是去百度吧

半导体二极管的基本生产工艺流程

芯片测试--与引线框架组装--烧结---酸洗---上胶--烘烤---塑封---后固化---电镀---印字测试--外检--包装--QA检验--入库--发货。半导体二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)。它是一种能够单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子,这种电子器件按照外加电压的方向,具备单向电流的传导性。

氮化镓半导体工艺流程?

氮化镓是一种新型的半导体材料,其具有高电子迁移率、高耐高温、高能隙、高电子饱和速度等优点,因此在光电子、运算放大器、功率半导体等领域有广泛的应用。下面是氮化镓半导体的典型工艺流程:

1. 衬底制备:选择适当的衬底材料,如蓝宝石、硅、碳化硅等,进行表面处理,并进行高温退火,使其表面光滑平整,去除表面缺陷。

2. 氮化镓外延生长:采用金属有机气相外延(MOCVD)技术,在衬底上进行氮化镓晶体的生长,包括预热、注气、生长和冷却等步骤,控制温度、气体流量和压力等参数,以获得所需的晶体结构和品质。

3. 衬底去除:将生长的氮化镓晶体从衬底上剥离,采用化学机械抛光(CMP)或离析剂法等。

4. 电极制备:采用光刻、蒸发、电镀等工艺,制备氮化镓半导体器件的电极,包括源极、漏极、栅极等。

5. 设备制备:采用光刻、湿法腐蚀、离子刻蚀等工艺,在氮化镓晶体表面形成所需的设备结构,如MISFET、HEMT、MESFET等。

6. 退火和清洗:将制备好的器件进行高温退火,去除缺陷,并采用酸、溶剂等清洗工艺,去除表面污染。

7. 包封处理:采用薄膜沉积、电镀等工艺,对器件进行包封处理,提高其稳定性和可靠性。

以上是氮化镓半导体的典型制备流程,不同的应用领域和制备要求可能会有所不同。

半导体制造步骤及流程图

一、晶圆加工

半导体工艺流程中的前段(F)后段(B)一般是如何划分的,为何要这样划分...

测试工序(InitialTestandFinalTest)等几个步骤。其中晶圆处理工序和晶圆针测工序为前段(FrontEnd)工序,而构装工序、测试工序为后段(BackEnd)工序。按照其制造技术可分为分立器件半导体、光电半导体、逻辑IC、模拟IC、存储器...

半导体工业的基本工艺流程有哪些?

生产制造其他日报日报精选日报广场用户认证用户视频作者日报作者知道团队认证团队合伙人企业媒体政府其他组织商城手机答题我的半导体工业的基本工艺流程有哪些?也就是说单晶硅、多晶硅等...

半导体中工艺SOC是什么成分?

IP核则是一段具有特定电路功能的硬件描述语言程序,该程序与集成电路工艺无关,可以移植到不同的半导体工艺中去生产集成电路芯片。利用IP核设计电子系统,引用方便,修改基本元件的功能容易。具有复杂功能和商业价值的IP核一般具有知识产权。IP核有两种,与工艺无关的VHDL程序称为软核;具有特定电路功能的集成电路版图称为硬核。SoC(SystemonaChip)中文名是系统级芯片。20世纪90年代中期,因使用ASIC实现芯片组受到启发,萌生应该将完整计算机所有不同的功能块一次直接集成于一颗硅片上的想法。SoC应由可设计重用的IP核组成,IP核是具有复杂系统功能的能够独立出售的VLSI块;IP核应采用深亚微米以上工艺技术;SoC中可以有多个MPU、DSP、MCU或其复合的IP核。

半导体的生产流程

切片——磨片——抛光——清洗——外延——氧化——光刻——扩散——....合金——测试——压焊——封装——成品测试

半导体制造工艺流程!

半导体制造工艺流程

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微电子封装和封装工程

微电子封装工程和电子基板

封装基板和封装分级

半导体封装技术和工艺

价值量最大的耗材

封装基板是IC芯片封装的新兴载体

从芯片支撑材料角度来看半导体封装技术分类

按基板类型的镶入式封装分类

封装基板的定义、种类及生产工艺

封装基材和基板市场及技术发展

封装基板主流产品市场

六种产品占据封装基板市场主要份额

用于高性能计算的大面积FCBGA封装需求驱动封装基板需求成长

高性能计算包括传统的基于cpu的计算机,从高端桌面和笔记本电脑到领先的服务器、计算和网络应用程序三大类。

后者越来越多地使用GPU和高级内存总线来实现超级计算和Al应用程序所需的高性能。长期以来,高端CPU和GPU一直被封装在FCBGA、FCLGA或FCPGA中,它们可以通过插槽直接安装到主机的主PCB上,也可以使用中间的子卡。

在笔记本电脑中系统级的尺寸和厚度要求CPU直接安装在主机的主板上。然而,在桌面服务器和许多其他高性能计算应用程序,CPU通常以BGA或LGA包的形式提供,并通过插座或类似的连接器安装到主板上。

Intel的高端服务器CPU,包括联想服务器使用的XeonCPU,都采用了公司的PoINT(PatchonINTerposer)技术。在英特尔的命名法中,CPU芯片被翻转到一个“补丁”上,这实际上是一个具有高路由密度的BGA基板,以适应前沿的CPU芯片。然后将此补丁安装到插入器上。Intel将补丁称为HDI(高密度互连),将插入器称为LDI(低密度互连)。在Prismark的术语中,两者都是内置的封装基板,而插入器的路由密度略低。

Al和机器学习带来了对海量数据的处理需求

英特尔的Xeon是一款传统的、但处于领先地位的CPU,它是专注应用于Al和机器学习一种新的高端处理,而这些应用使用GPU。所有的应用程序都依赖于模式识别来创建一个算法来解释大量的数据,而GPU比CPU更适合这种类型的数据处理。

自动驾驶汽车可能是这些新型人工智能应用中最具辨识度的一个。但机器学习也被用于语音识别、游戏、工业效率优化和战争。Nvidia是这些Al应用的GPU的主要供应商,该公司的Nvidia的自动驾驶汽车驱动平台是系统和组件封装实践的一个很好的例子最初用于特斯拉自动驾驶仪的驱动平台,本质上是一个小型(31x16cm的盒子)超级计算机,它可以解读汽车传感器的数据,创建出汽车周围环境的虚拟3D地图。并决定适当的行动。值得注意的是,大量数据定期上传到汽车制造商的数据中心,在那里,基于数百万英里的驾驶经验,自动驾驶算法不断改进。

这些例子的CPU和GPU是大型尺寸的FCBGA封装驱动的需求复杂的封装基板的主要例子。

有机封装基板的第二个重要增长驱动力是SiP/modules。

SiP(System-in-Package)将主动和被动元器件组合在一个包含特定功能的封装体/模块中。最突出的SiP是用于蜂窝和其他射频系统的射频模块,如功率放大器模块。前端模块和WiFi模块。其他例子包括传感器模块,如MEMS加速度计算或摄像机模块,以及电源模块,比如DC/DC转换器。大多数这样的模块使用刚性PCB基板,虽然有些使用柔性,陶瓷,或引线框载体。与上面讨论的高性能计算设备相比,IO数量很低(大多数远低于100),并且封装的球/垫的间距非常宽松(最多为1毫米)。另一方面,特别是射频模块往往有一个很多且越来越多的器件和元件,必须在模块内互连。这增加了模块基板的路由密度,增加了它的层数和设计几何形状。

新的射频模块应用是5GmmWave天线模块

非射频SiP模块应用

苹果提供了有趣的推动力。从苹果手表,几乎所有的组件都装在一个大的SiP。另一个interestinoSiP的例子是用在苹果的新AirPods专业无线耳机。之前的AirPods主要使用的是安装在伸缩电路上的分立元件(还有一些更小的SiP)。新的AirPodsPro将几乎所有的组件整合到一个5x10毫米的SiP中。这个SiP非常复杂。实际上,它本身由四个SiP和一个跨接PCB组成,所有这些都组合成一个小的组件。

主SiP结合了几个WLCSP到一个3-2-3基板的顶部然后集成封装。该基板的底部支持一个额外的三个SiP(一个蓝牙SiP和两个MEMS加速计SiP)加上一个跨接PCB用于连接到AirPodsProflex电路。蓝牙SiP本身是相当复杂的,包括蓝牙芯片和内存芯片,加上一个时钟和被动式,安装在一个6L任意层基板的两侧并覆盖成型。每年要交付数十亿个SiP/模块,比大型BGA包高出一个数量级。

在可实现的布线密度方面,硅的技术路线图超过了PCB。封装基板是用来提供高密度的接口之间的硅模具和更大,低密度PCB主板。但是用于高性能计算处于领先地位的CPU和GPU,即使是高密度的封装基板也不足以实现一级互连。

以5μm线和空间为例,重点是半导体工艺技术作为替代。在典型的排列中。采用半导体制造技术的中间插层,将有源模的高密度布线要求与有机封装基板的低密度能力进行转换。值得注意的是,这种封装方法仍然需要有机封装基质,它的大小和层数都在增加其中一些产品已经开始批量发货。

英特尔EMIB嵌入式硅插入器

英特尔的酷i78705G笔记本处理器实际上结合了英特尔的CPU,一个AMD的GPU和HBM内存在一个单一的FCBGA封装体。为了获得最高的性能,GPU和内存采用倒装芯片,直接安装在附近,并与硅桥芯片互连,在两个芯片之间提供高完整性的信号和电源线。英特尔CPU被单独直接放置在BGA基板上。

带有TSV的硅插入器

AMD提供一系列用于高性能计算应用的CPU和GPU,包括工作站和Al处理器。为了解决高速内存访问的需求,内存最好集成在处理器封装体中。在许多情况下,这是通过在相同的高密度封装基板上,将内存芯片翻转到CPU/GPU芯片旁边来实现的。但在前沿应用中,存储芯片是堆叠在一起的,随后安装在一个硅插接器上,该插接器也携带处理器芯片。

来源:川财证券、驭势资本研究所

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