В 2020 году во всем мире было произведено более триллиона чипов, что соответствует 130 чипам, принадлежащим и используемым каждым человеком на планете.Но даже в этом случае недавний дефицит чипов продолжает показывать, что это число еще не достигло своего верхнего предела.
Хотя чипы уже можно производить в таких больших масштабах, их производство — непростая задача.Процесс производства чипов сложен, и сегодня мы рассмотрим шесть наиболее важных этапов: осаждение, покрытие фоторезистом, литография, травление, ионная имплантация и упаковка.
Депонирование
Этап осаждения начинается с пластины, которая вырезается из кремниевого цилиндра с чистотой 99,99% (также называемого «кремниевым слитком») и полируется до чрезвычайно гладкой поверхности, а затем наносится тонкая пленка проводника, изолятора или полупроводникового материала. на пластину, в зависимости от структурных требований, чтобы на ней можно было напечатать первый слой.Этот важный шаг часто называют «осаждением».
Поскольку чипы становятся все меньше и меньше, печать рисунков на пластинах становится все более сложной.Достижения в области осаждения, травления и литографии являются ключом к уменьшению размера чипов и, таким образом, способствуют продолжению действия закона Мура.Сюда входят инновационные методы, в которых используются новые материалы для более точного процесса осаждения.
Фоторезистивное покрытие
Затем пластины покрывают светочувствительным материалом, называемым «фоторезистом» (также называемым «фоторезистом»).Существует два типа фоторезистов – «позитивные фоторезисты» и «негативные фоторезисты».
Основное различие между позитивными и негативными фоторезистами заключается в химической структуре материала и способе реакции фоторезиста на свет.В случае позитивных фоторезистов область, подвергшаяся воздействию УФ-излучения, меняет структуру и становится более растворимой, подготавливая ее к травлению и осаждению.С другой стороны, негативные фоторезисты полимеризуются на участках, подвергающихся воздействию света, что затрудняет их растворение.Позитивные фоторезисты наиболее часто используются в производстве полупроводников, поскольку они позволяют достичь более высокого разрешения, что делает их лучшим выбором для этапа литографии.Сейчас в мире существует ряд компаний, производящих фоторезисты для производства полупроводников.
Фотолитография
Фотолитография имеет решающее значение в процессе производства чипов, поскольку она определяет, насколько маленькими могут быть транзисторы на чипе.На этом этапе пластины помещаются в фотолитографическую машину и подвергаются воздействию глубокого ультрафиолета.Зачастую они в тысячи раз меньше песчинки.
Свет проецируется на пластину через «маскирующую пластину», а литографическая оптика (линза системы DUV) сжимается и фокусирует спроектированный рисунок схемы на пластине-маске на фоторезист на пластине.Как описано ранее, когда свет попадает на фоторезист, происходит химическое изменение, которое отпечатывает рисунок на пластине-шаблоне на покрытии фоторезиста.
Получение точного экспонированного рисунка — непростая задача, поскольку в процессе возможны интерференция частиц, преломление и другие физические или химические дефекты.Вот почему иногда нам необходимо оптимизировать окончательный рисунок экспозиции, специально исправив рисунок на маске, чтобы напечатанный рисунок выглядел так, как мы хотим.Наша система использует «вычислительную литографию» для объединения алгоритмических моделей с данными литографической машины и тестовых пластин для создания конструкции маски, которая полностью отличается от окончательной схемы экспонирования, но именно этого мы и хотим достичь, потому что это единственный способ получить желаемая схема экспозиции.
Офорт
Следующий шаг — удалить испорченный фоторезист, чтобы выявить желаемый рисунок.В процессе «травления» пластина запекается и проявляется, а часть фоторезиста смывается, обнажая трехмерный рисунок с открытыми каналами.Процесс травления должен точно и последовательно формировать проводящие элементы, не ставя под угрозу общую целостность и стабильность структуры чипа.Передовые методы травления позволяют производителям микросхем использовать двойные, четверные и проставочные узоры для создания миниатюрных размеров современных конструкций чипов.
Как и фоторезисты, травление делится на «сухое» и «мокрое».При сухом травлении используется газ для определения открытого рисунка на пластине.При влажном травлении используются химические методы очистки пластины.
Чип имеет десятки слоев, поэтому травление необходимо тщательно контролировать, чтобы не повредить нижние слои многослойной структуры чипа.Если целью травления является создание полости в конструкции, необходимо обеспечить правильную глубину полости.Некоторые конструкции чипов, содержащие до 175 слоев, например 3D NAND, делают этап травления особенно важным и трудным.
Ионная инъекция
После того как рисунок выгравирован на пластине, пластина бомбардируется положительными или отрицательными ионами, чтобы отрегулировать проводящие свойства части рисунка.В качестве материала для пластин кремний не является ни идеальным изолятором, ни идеальным проводником.Проводящие свойства кремния находятся где-то посередине.
Направление заряженных ионов в кристалл кремния так, чтобы потоком электричества можно было управлять для создания электронных переключателей, которые являются основными строительными блоками чипа, транзисторов, называется «ионизацией», также известной как «ионная имплантация».После ионизации слоя удаляется оставшийся фоторезист, используемый для защиты непротравленного участка.
Упаковка
Для создания чипа на пластине требуются тысячи шагов, а путь от проектирования до производства занимает более трёх месяцев.Чтобы удалить чип с пластины, ее разрезают на отдельные чипы с помощью алмазной пилы.Эти чипы, называемые «голым кристаллом», вырезаются из 12-дюймовой пластины — наиболее распространенного размера, используемого в производстве полупроводников. Поскольку размеры чипов различаются, некоторые пластины могут содержать тысячи чипов, а другие — лишь несколько. дюжина.
Эти голые пластины затем помещаются на «подложку» — подложку, на которой используется металлическая фольга для направления входных и выходных сигналов от голой пластины к остальной части системы.Затем он накрывается «радиатором» — небольшим плоским металлическим защитным контейнером, содержащим охлаждающую жидкость, обеспечивающую охлаждение чипа во время работы.
Профиль компании
Компания Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. занимается производством и экспортом различных небольших машин для захвата и размещения продукции с 2010 года. Используя собственный богатый опыт исследований и разработок, хорошо обученное производство, NeoDen завоевывает отличную репутацию среди клиентов по всему миру.
глобальное присутствие в более чем 130 странах, отличная производительность, высокая точность и надежность NeoDenПНП-машиныделают их идеальными для исследований и разработок, профессионального прототипирования и мелко- и среднесерийного производства.Мы предоставляем профессиональное решение комплексного оборудования SMT.
Добавить: № 18, проспект Тяньцзиху, город Тяньцзиху, округ Анжи, город Хучжоу, провинция Чжэцзян, Китай.
Телефон: 86-571-26266266
Время публикации: 24 апреля 2022 г.