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芯片内部制造工艺都不知道,好意思说你懂芯片?

发表时间:2022-06-14
来源:网络整理
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芯片是很多智能设备的重要器件,缺少芯片的情况下,这些智能设备将“瘫痪”。所以,我们应当大力发展芯片。为增进大家对芯片的认识,本文将对芯片的内部制造工艺予以介绍。如果你对芯片也感兴趣,不妨和小编一起继续往下阅读哦。

一、芯片

芯片是电子产品里面的一种微型电子器件或部件,芯片目前已经成为我们生活中不可或缺的物件。芯片主要用在电子产品中,分为5G、Wi-Fi、蓝牙这种通信芯片等很多类型。

芯片可以把大规模的千万或亿级数量的电路板集成晶硅片,芯片还有一个本质就是集成电路。人类对芯片的需求如同人离不开空气,可以发挥出高性能和作用。

 

无论是手机、汽车、电脑等产品都需要芯片,它的体积小占用空间少让电子产品可以更轻薄,都需要强大的计算作为支撑,芯片是人类走向智能化的标志,未来高科技的竞争完全写在芯片上。

我国芯片大多都是依靠进口,在美国政府的打压以及疫情的影响下,芯片自主研发对我国是一个巨大的挑战,也是一个巨大的机遇。目前中国华为海思半导体的研发实力,丝毫不弱于三星、高通和苹果,金誉半导体也迎难而上,在加速工厂生产的情况下,不放弃对芯片方案设计的开发。但和国外相比,中国科技之路终究还有很长一段的路要走。

二、芯片内部制造工艺

芯片制造的整个过程包括芯片设计、芯片制造、封装测试等。芯片制造过程特别复杂。

首先是芯片方案设计,根据设计要求,生成“图案”,再根据“图案”进行芯片制作,别看芯片小小一个,其中的讲究非常多,制造工艺之间的衔接非常严谨,每一步都不能出错,不然就会影响使用寿命甚至无法使用。

1、晶片材料

晶片的主要材料是硅,硅由石英砂精制而成,然后将硅制作成硅片,硅片经硅元素(99.999%)提纯后制成硅棒,就成为了制造集成电路的石英半导体材料。芯片就是制造所需的特定晶片,晶圆越薄,生产成本就越低,但对工艺的要求就越高。

2、晶圆涂层

晶圆涂层可以抵抗氧化和温度,其材料是一种光致抗蚀剂。

3、晶圆光刻显影、蚀刻

首先,在晶圆(或基板)表面涂覆一层光刻胶并干燥。干燥的晶片被转移到光刻机上。通过掩模,光将掩模上的图案投射到晶圆表面的光刻胶上,实现曝光和化学发光反应。曝光后的晶圆进行二次烘烤,即所谓曝光后烘烤,烘烤后的光化学反应更为充分。

最后,显影剂被喷在晶圆表面的光刻胶上以形成曝光图案。显影后,掩模上的图案保留在光刻胶上。糊化、烘烤和显影都是在均质显影剂中完成的,曝光是在平版印刷机中完成的。均化显影机和光刻机一般都是在线操作,晶片通过机械手在各单元和机器之间传送。

整个曝光显影系统是封闭的,晶片不直接暴露在周围环境中,以减少环境中有害成分对光刻胶和光化学反应的影响。

4、添加杂质

相应的p和n半导体是通过向晶圆中注入离子而形成的。

具体工艺是从硅片上的裸露区域开始,将其放入化学离子混合物中。这个过程将改变掺杂区的传导模式,使每个晶体管都能打开、关闭或携带数据。一个简单的芯片只能使用一层,但一个复杂的芯片通常有许多层。

此时,该过程连续重复,通过打开窗口可以连接不同的层。这与多层pcb的制造原理类似。更复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层。此时,它是通过重复光刻和上述工艺来实现的,形成一个三维结构。

5、晶圆

经过上述处理后,晶圆上形成点阵状晶粒。用针法测试了各晶粒的电学性能。一般来说,每个芯片都有大量的晶粒,组织一次pin测试模式是一个非常复杂的过程,这就要求尽可能批量生产相同规格型号的芯片。数量越大,相对成本就越低,这也是主流芯片设备成本低的一个因素。

6、封装

同一片芯片的芯可以有不同的封装形式,其原因是晶片固定,引脚捆绑,根据需要制作不同的封装形式。例如:DIP、QFP、PLCC、QFN等,这主要取决于用户的应用习惯、应用环境、市场形态等外围因素。

7、测试和包装

经过上述过程,芯片生产已经完成。最后一步是测试芯片,去除有缺陷的产品,并包装,在这些方面金誉半导体的产品良率达百分之九十九以上。

以上便是此次小编带来的芯片相关内容,通过本文,希望大家对芯片具备一定的了解。如果你喜欢本文,不妨持续关注我们哦,小编将于后期带来更多精彩内容。最后,十分感谢大家的阅读。