În 2020, în întreaga lume au fost produse peste un trilion de cipuri, ceea ce echivalează cu 130 de cipuri deținute și utilizate de fiecare persoană de pe planetă.Cu toate acestea, chiar și așa, recenta lipsă de cipuri continuă să arate că acest număr nu a atins încă limita superioară.
Deși cipurile pot fi deja produse la o scară atât de mare, producerea lor nu este o sarcină ușoară.Procesul de fabricare a cipurilor este complex și astăzi vom acoperi cei mai critici șase pași: depunere, acoperire cu fotorezist, litografie, gravare, implantare ionică și ambalare.
Depunere
Etapa de depunere începe cu napolitana, care este tăiată dintr-un cilindru de siliciu pur de 99,99% (numit și „lingo de siliciu”) și lustruită până la un finisaj extrem de neted, apoi se depune o peliculă subțire de material conductor, izolator sau semiconductor. pe plachetă, în funcție de cerințele structurale, astfel încât primul strat să poată fi imprimat pe aceasta.Acest pas important este adesea denumit „depunere”.
Pe măsură ce cipurile devin din ce în ce mai mici, tipărirea modelelor pe napolitane devine mai complexă.Progresele în depunere, gravare și litografie sunt esențiale pentru a face cipurile din ce în ce mai mici și, astfel, pentru a conduce la continuarea Legii lui Moore.Aceasta include tehnici inovatoare care folosesc materiale noi pentru a face procesul de depunere mai precis.
Acoperire fotorezistentă
Napolitanele sunt apoi acoperite cu un material fotosensibil numit „fotorezist” (numit și „fotorezist”).Există două tipuri de fotoreziste – „fotorezistenți pozitivi” și „fotorezistenți negativi”.
Principala diferență dintre fotorezistele pozitive și negative este structura chimică a materialului și modul în care fotorezistul reacționează la lumină.În cazul fotorezistenților pozitivi, zona expusă la lumina UV își schimbă structura și devine mai solubilă, pregătind-o astfel pentru gravare și depunere.Fotorezistele negative, pe de altă parte, polimerizează în zonele expuse la lumină, ceea ce le face mai dificil de dizolvat.Fotorezistele pozitive sunt cele mai utilizate în fabricarea semiconductoarelor, deoarece pot obține o rezoluție mai mare, făcându-le o alegere mai bună pentru etapa de litografie.În prezent, există o serie de companii din întreaga lume care produc fotoreziste pentru fabricarea semiconductorilor.
Fotolitografie
Fotolitografia este crucială în procesul de fabricare a cipului, deoarece determină cât de mici pot fi tranzistorii de pe cip.În această etapă, napolitanele sunt introduse într-o mașină de fotolitografie și sunt expuse la lumină ultravioletă profundă.De multe ori sunt de mii de ori mai mici decât un grăunte de nisip.
Lumina este proiectată pe placă printr-o „placă de mască”, iar optica litografiei (lentila sistemului DUV) se micșorează și concentrează modelul de circuit proiectat de pe placa de mască pe fotorezistul de pe placă.Așa cum s-a descris anterior, atunci când lumina lovește fotorezistul, are loc o schimbare chimică care imprimă modelul pe placa măștii pe acoperirea fotorezistentului.
Obținerea modelului expus exact este o sarcină dificilă, cu interferența particulelor, refracția și alte defecte fizice sau chimice posibile în proces.De aceea, uneori, trebuie să optimizăm modelul final de expunere prin corectarea specifică a modelului de pe mască pentru a face modelul imprimat să arate așa cum ne dorim.Sistemul nostru folosește „litografie computațională” pentru a combina modele algoritmice cu datele de la mașina de litografie și pentru a testa napolitane pentru a produce un design de mască care este complet diferit de modelul final de expunere, dar asta dorim să obținem, deoarece aceasta este singura modalitate de a obține modelul de expunere dorit.
Gravurare
Următorul pas este să eliminați fotorezistul degradat pentru a dezvălui modelul dorit.În timpul procesului de „gravare”, napolitana este coaptă și dezvoltată, iar o parte din fotorezist este spălată pentru a dezvălui un model 3D cu canal deschis.Procesul de gravare trebuie să formeze caracteristici conductoare precis și consecvent, fără a compromite integritatea generală și stabilitatea structurii cipului.Tehnicile avansate de gravare permit producătorilor de cipuri să folosească modele duble, cvadruple și bazate pe distanțiere pentru a crea dimensiunile mici ale modelelor moderne de cipuri.
Ca și fotorezistele, gravarea este împărțită în tipuri „uscate” și „umede”.Gravarea uscată folosește un gaz pentru a defini modelul expus pe placă.Gravarea umedă folosește metode chimice pentru a curăța napolitana.
Un cip are zeci de straturi, așa că gravarea trebuie controlată cu atenție pentru a evita deteriorarea straturilor subiacente ale structurii de cip cu mai multe straturi.Dacă scopul gravării este de a crea o cavitate în structură, este necesar să se asigure că adâncimea cavității este exactă.Unele modele de cip cu până la 175 de straturi, cum ar fi 3D NAND, fac etapa de gravare deosebit de importantă și dificilă.
Injecție cu ioni
Odată ce modelul este gravat pe placă, placa este bombardată cu ioni pozitivi sau negativi pentru a ajusta proprietățile conductoare ale unei părți a modelului.Ca material pentru napolitane, materia primă siliciu nu este un izolator perfect și nici un conductor perfect.Proprietățile conductoare ale siliciului se situează undeva la mijloc.
Dirijarea ionilor încărcați în cristalul de siliciu, astfel încât fluxul de electricitate să poată fi controlat pentru a crea comutatoarele electronice care sunt blocurile de bază ale cipului, tranzistoarele, se numește „ionizare”, cunoscută și sub denumirea de „implantare ionică”.După ce stratul a fost ionizat, fotorezistul rămas folosit pentru a proteja zona negravată este îndepărtat.
Ambalare
Sunt necesari mii de pași pentru a crea un cip pe o napolitană și durează mai mult de trei luni pentru a trece de la proiectare la producție.Pentru a îndepărta așchiul din napolitana, acesta este tăiat în așchii individuale folosind un ferăstrău cu diamant.Aceste cipuri, numite „matriță goală”, sunt împărțite dintr-o napolitană de 12 inci, cea mai comună dimensiune folosită în fabricarea semiconductoarelor, și deoarece dimensiunea cipurilor variază, unele napolitane pot conține mii de cipuri, în timp ce altele conțin doar câteva. duzină.
Aceste plachete goale sunt apoi plasate pe un „substrat” – un substrat care folosește folie metalică pentru a direcționa semnalele de intrare și ieșire de la napolitana goală către restul sistemului.Apoi este acoperit cu un „radiator de căldură”, un recipient de protecție metalic mic, plat, care conține un lichid de răcire pentru a se asigura că cip rămâne rece în timpul funcționării.
Profilul Companiei
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. produce și exportă diverse mașini mici de pick and place din 2010. Profitând de propria noastră cercetare și dezvoltare cu experiență bogată, producție bine pregătită, NeoDen câștigă o reputație excelentă de la clienții din întreaga lume.
cu prezență globală în peste 130 de țări, performanța excelentă, precizia ridicată și fiabilitatea NeoDenaparate PNPle face perfecte pentru cercetare și dezvoltare, prototipuri profesionale și producție în loturi mici până la medii.Oferim soluții profesionale pentru echipamente SMT unice.
Adăugați: No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province, China
Telefon: 86-571-26266266
Ora postării: Apr-24-2022