V roku 2020 sa na celom svete vyrobilo viac ako bilión čipov, čo sa rovná 130 čipom, ktoré vlastní a používa každý človek na planéte.Napriek tomu nedávny nedostatok čipov naďalej ukazuje, že toto číslo ešte nedosiahlo svoju hornú hranicu.
Hoci čipy sa už dajú vyrábať v takom veľkom rozsahu, ich výroba nie je jednoduchá záležitosť.Proces výroby čipov je zložitý a dnes pokryjeme šesť najdôležitejších krokov: nanášanie, nanášanie fotorezistom, litografiu, leptanie, implantáciu iónov a balenie.
Depozícia
Krok nanášania začína plátkom, ktorý je vyrezaný z 99,99% čistého kremíkového valca (nazývaného aj „kremíkový ingot“) a vyleštený do extrémne hladkej povrchovej úpravy a potom je nanesený tenký film vodiča, izolátora alebo polovodičového materiálu. na plátok, v závislosti od konštrukčných požiadaviek, aby sa naň dala vytlačiť prvá vrstva.Tento dôležitý krok sa často označuje ako „depozícia“.
Ako sa čipy stávajú menšími a menšími, tlačové vzory na doštičkách sa stávajú zložitejšími.Pokroky v depozícii, leptaní a litografii sú kľúčom k tomu, aby sa čipy stále zmenšovali, a tým podporili pokračovanie Moorovho zákona.To zahŕňa inovatívne techniky, ktoré využívajú nové materiály na spresnenie procesu nanášania.
Fotorezistný náter
Doštičky sú potom potiahnuté fotocitlivým materiálom nazývaným „fotorezistent“ (tiež nazývaný „fotorezistent“).Existujú dva typy fotorezistov – „pozitívne fotorezisty“ a „negatívne fotorezisty“.
Hlavným rozdielom medzi pozitívnymi a negatívnymi fotorezistami je chemická štruktúra materiálu a spôsob, akým fotorezist reaguje na svetlo.V prípade pozitívnych fotorezistov oblasť vystavená UV svetlu mení štruktúru a stáva sa rozpustnejšou, čím sa pripravuje na leptanie a nanášanie.Negatívne fotorezisty na druhej strane polymerizujú v oblastiach vystavených svetlu, čo sťažuje ich rozpúšťanie.Pozitívne fotorezisty sú najpoužívanejšie pri výrobe polovodičov, pretože môžu dosiahnuť vyššie rozlíšenie, čo z nich robí lepšiu voľbu pre fázu litografie.V súčasnosti existuje po celom svete množstvo spoločností, ktoré vyrábajú fotorezisty na výrobu polovodičov.
Fotolitografia
Fotolitografia je kľúčová v procese výroby čipu, pretože určuje, aké malé môžu byť tranzistory na čipe.V tomto štádiu sa doštičky vložia do fotolitografického zariadenia a vystavia sa hlbokému ultrafialovému svetlu.Mnohokrát sú tisíckrát menšie ako zrnko piesku.
Svetlo sa premieta na plátok cez „maskovú dosku“ a litografická optika (šošovka systému DUV) sa zmršťuje a zaostruje navrhnutý obvodový vzor na maskovacej doske na fotorezist na plátku.Ako už bolo opísané, keď svetlo dopadne na fotorezistor, dôjde k chemickej zmene, ktorá vytlačí vzor na doštičke masky na povlak fotorezistu.
Dosiahnuť presne správny exponovaný vzor je zložitá úloha, pričom v procese sú možné interferencie častíc, lom a iné fyzikálne alebo chemické defekty.Preto niekedy potrebujeme optimalizovať konečný expozičný vzor špecifickou korekciou vzoru na maske, aby vytlačený vzor vyzeral tak, ako chceme.Náš systém používa „výpočtovú litografiu“ na kombináciu algoritmických modelov s údajmi z litografického stroja a testovacích plátkov, aby sa vytvoril dizajn masky, ktorý je úplne odlišný od konečného vzoru expozície, ale to je to, čo chceme dosiahnuť, pretože to je jediný spôsob, ako získať požadovaný expozičný vzor.
Leptanie
Ďalším krokom je odstránenie degradovaného fotorezistu, aby sa odhalil požadovaný vzor.Počas procesu „leptania“ sa plátok pečie a vyvoláva a časť fotorezistu sa zmyje, aby sa odhalil 3D vzor s otvoreným kanálom.Proces leptania musí presne a dôsledne vytvárať vodivé prvky bez toho, aby sa ohrozila celková integrita a stabilita štruktúry čipu.Pokročilé techniky leptania umožňujú výrobcom čipov používať dvojité, štvornásobné a rozperné vzory na vytvorenie malých rozmerov moderných návrhov čipov.
Rovnako ako fotorezisty, aj leptanie sa delí na „suché“ a „mokré“ typy.Suché leptanie používa plyn na definovanie exponovaného vzoru na plátku.Mokré leptanie využíva chemické metódy na čistenie plátku.
Čip má desiatky vrstiev, takže leptanie musí byť starostlivo kontrolované, aby nedošlo k poškodeniu základných vrstiev viacvrstvovej štruktúry čipu.Ak je účelom leptania vytvoriť dutinu v štruktúre, je potrebné zabezpečiť, aby hĺbka dutiny bola presne správna.Niektoré návrhy čipov s až 175 vrstvami, ako napríklad 3D NAND, robia krok leptania obzvlášť dôležitým a náročným.
Iónová injekcia
Akonáhle je vzor vyleptaný na plátok, plátok je bombardovaný pozitívnymi alebo negatívnymi iónmi, aby sa upravili vodivé vlastnosti časti vzoru.Surový kremík ako materiál pre doštičky nie je dokonalým izolantom ani dokonalým vodičom.Vodivé vlastnosti kremíka spadajú niekde medzi.
Smerovanie nabitých iónov do kremíkového kryštálu tak, aby bolo možné riadiť tok elektriny na vytvorenie elektronických spínačov, ktoré sú základnými stavebnými kameňmi čipu, tranzistorov, sa nazýva „ionizácia“, známa tiež ako „implantácia iónov“.Po ionizácii vrstvy sa odstráni zostávajúci fotorezist používaný na ochranu nenaleptanej oblasti.
Balenie
Na vytvorenie čipu na doštičke sú potrebné tisíce krokov a od návrhu po výrobu trvá viac ako tri mesiace.Na odstránenie triesky z plátku sa tento rozreže na jednotlivé triesky pomocou diamantovej píly.Tieto čipy, nazývané „holá matrica“, sú rozdelené z 12-palcového plátku, najbežnejšej veľkosti používanej pri výrobe polovodičov, a pretože veľkosť čipov sa líši, niektoré plátky môžu obsahovať tisíce čipov, zatiaľ čo iné obsahujú len niekoľko. tucet.
Tieto holé plátky sa potom umiestnia na „substrát“ – substrát, ktorý používa kovovú fóliu na nasmerovanie vstupných a výstupných signálov z holých plátkov do zvyšku systému.Potom je pokrytý „chladičom“, malou plochou kovovou ochrannou nádobou obsahujúcou chladiacu kvapalinu, aby sa zabezpečilo, že čip zostane počas prevádzky chladný.
Profil spoločnosti
Spoločnosť Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. vyrába a vyváža rôzne malé stroje na vyberanie a umiestňovanie od roku 2010. Využívajúc výhody nášho vlastného bohatého skúseného výskumu a vývoja, dobre vyškolenej výroby, spoločnosť NeoDen získava skvelú reputáciu u zákazníkov z celého sveta.
s globálnou prítomnosťou vo viac ako 130 krajinách, vynikajúci výkon, vysoká presnosť a spoľahlivosť NeoDenstroje PNPaby boli ideálne pre výskum a vývoj, profesionálne prototypovanie a výrobu malých až stredne veľkých sérií.Poskytujeme profesionálne riešenie one stop SMT zariadení.
Pridať: č. 18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province, Čína
Telefón: 86-571-26266266
Čas odoslania: 24. apríla 2022