概述芯片的生产过程
芯片又称微电路(microcircuit)、微芯片(microchip)、集成电路(integratedcircuit,lC)。它是指含有集成电路的硅片,体积很小,通常是计算机或其他电子设备的一部分。芯片作为近年来更受欢迎的话题,越来越受到人们的关注。作为一家电子SMT贴片加工厂,我们每天都触摸芯片,但芯片是如何制作的呢?
1、硅提纯制成晶圆
通过相关的加工工艺对沙子进行净化,然后通过一系列的程序获得硅单质,然后制成高纯度的硅晶棒。硅晶棒是一种制造集成电路的石英半导体材料,其切片是芯片制作所需的具体晶圆。硅晶圆是芯片生产的基板,通过机械方法将硅锭切成薄硅圆,方便后续集成电路芯片的刻蚀。
2、晶圆涂层
晶圆涂层能抵抗氧化和耐温,其材料为光阻。
3、晶圆光刻显影、蚀刻
这个过程使用了对紫外线敏感的化合物,即在紫外线下变软。芯片的形状可以通过控制挡光物的位置来获得。在硅晶片上涂抹光致抗腐蚀剂,使其在紫外线下溶解。这是第一个挡光物,可以溶解紫外线部分,然后可以用溶剂冲走。所以剩下的部分和挡光物的形状一样,这种效果正是我们需要的。这样,我们就可以得到我们需要的二氧化硅层。
4、搀加杂质
该过程是将离子植入晶圆中,生成相应的P、N类半导体。具体过程是从硅片上暴露的区域开始,放入化学离子混合物中。该过程将改变混合区域的导电方式,使每个晶体管都能连接、断开或携带数据。简单的芯片只能使用一层,但复杂的芯片通常有许多层。此时,这个过程不断重复,不同的层可以通过打开窗户连接起来。这类似于PCB板的生产原理。更复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层,通过重复光刻和上述过程形成三维结构。
5、晶圆测试
经过上述过程后,晶圆上会形成格状晶体。每个晶体的电气特性通过针测试进行测试。一般来说,每个芯片都有大量的晶体,组织针测试模式是一个非常复杂的过程,这要求在生产过程中尽可能大规模地生产相同芯片规格和结构的型号。数量越大,相对成本就越低,这也是主流芯片设备成本低的原因。
6、芯片封装
制造完成晶圆固定,绑定引脚,根据需要制作各种包装类型,这就是为什么同一芯片核心可以有不同类型的包装。例如:DIP、QFP、PLCC、QFN等等。一般由客户的应用习惯、应用环境、市场形式等外部因素决定。
7、检测、包装
经过上述工艺流程,芯片制作已全部完成,这一步是对芯片进行检测、去除不良品和包装。