半导体器件制造

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NASA的Glenn研发中心無塵室

半导体器件制造是被用于制造芯片,一种日常使用的电气电子器件中集成电路的处理工艺。它是一系列照相和化学处理步骤,在其中电子电路逐渐形成在使用纯半导体材料制作的晶片上。

是今天最常用的半导体材料,其他还有各种复合半导体材料。

整个制造工艺从一开始到芯片封装直到发货需要6到8周并且是在特殊设备中完成的,详情参见fabs

国际半导体技术发展蓝图

Half-shrink
主節點 半節點
250 nm 220 nm
180 nm 150 nm
130 nm 110 nm
90 nm 80 nm
65 nm 55 nm
45 nm 40 nm
32 nm 28 nm
22 nm 20 nm
14 nm 16 nm
10 nm 11 nm

晶圓[编辑]

典型的晶片是用极度纯净的硅柴可拉斯基法长成直径12英寸(300毫米)的单晶圆柱英语Ingot梨形人造宝石)。这些硅碇被切成晶片大约0.75毫米厚并抛光為非常平整的表面。

一旦晶圓准备好之后,很多工艺步骤对于生产需要的半导体集成电路是必要的。总之,这些步骤可分成四组:

  • 前端工艺
  • 后端工艺
  • 测试
  • 封装

工艺[编辑]

在半导体器件制造中,不同的生产工序可归为如下四类:沉积、清除、制作布线图案、以及电学属性的调整。

前端工艺[编辑]

"前端工艺"指的是在上直接形成晶体管。双击二极管,mos管等

二氧化硅[编辑]

金属层[编辑]

互联[编辑]

晶片测试[编辑]

晶片处理高度有序化的本质增加了对不同处理步骤之间度量方法的需求。晶片测试度量设备被用于检验晶片仍然完好且没有被前面的处理步骤损坏。如果If the number of dies—the 集成电路s that will eventually become chips—当一块晶片测量失败次数超过一个预先设定的阈值时,晶片将被废弃而非继续后续的处理工艺。

器件测试[编辑]

封装[编辑]

步骤列表[编辑]

有害材料标志[编辑]

许多有毒材料在制造过程中被使用。这些包括:

工人直接暴露在这些有毒物质下是致命的。通常IC制造业高度自动化能帮助降低暴露于这一类物品的风险。

历史[编辑]

当线宽远高于10微米时,纯净度还不像今天的器件生产中那样至关紧要。旦随着器件变得越来越集成,超净间也变得越来越干净。今天,工廠內是加壓过滤空气,来去除哪怕那些可能留在晶片上并形成缺陷的最小的粒子。半导体制造车间里的工人被要求着超净服来保护器件不被人类污染。

在利润增长的推动下,在1960年代半导体器件生产遍及德克萨斯州加州乃至全世界,比如爱尔兰以色列日本台湾韩国新加坡中国,且在今天已是一个全球商业。

半导体生产商的领袖大都在全世界拥有生产车间。英特尔,世界最大的生产商,以及在美其他顶级生产商包括三星(韩国)、德州仪器(美国)、AMD(超微半导体)(美国)参见[1]东芝 (日本)、NEC电子 (日本)、意法半导体 (欧洲)、英飞凌 (欧洲)、瑞萨 (日本)、台积电 (台湾,参见TSMC网站)、索尼(日本),以及恩智浦半导体 (欧洲)在欧洲和亚洲都有自己的设备。

在2006年,在美国有大约5000家半导体和电子零件生产商,营业额达1650亿美元,摘自Barnes报告“2006美国工业和市场展望”。

参见[编辑]

外部链接[编辑]