Leta 2020 je bilo po vsem svetu proizvedenih več kot trilijon čipov, kar je enako 130 čipom, ki jih ima in uporablja vsak človek na planetu.Kljub temu pa nedavno pomanjkanje čipov še naprej kaže, da to število še ni doseglo svoje zgornje meje.
Čeprav je čipe že mogoče proizvajati v tako velikem obsegu, njihova proizvodnja ni lahka naloga.Proces izdelave čipov je kompleksen in danes bomo obravnavali šest najbolj kritičnih korakov: nanašanje, nanos fotorezista, litografija, jedkanje, ionska implantacija in pakiranje.
Odlaganje
Korak nanašanja se začne z rezino, ki je izrezana iz 99,99-odstotno čistega silicijevega valja (imenovanega tudi "silicijev ingot") in polirana do izjemno gladkega konca, nato pa se nanese tanek film prevodnika, izolatorja ali polprevodniškega materiala. na rezino, odvisno od strukturnih zahtev, tako da se nanjo lahko natisne prvi sloj.Ta pomemben korak se pogosto imenuje "odlaganje".
Ker čipi postajajo vedno manjši, postane tiskanje vzorcev na rezine bolj zapleteno.Napredek v nanašanju, jedkanju in litografiji je ključen za vedno manjše čipe in tako spodbuja nadaljevanje Moorovega zakona.To vključuje inovativne tehnike, ki uporabljajo nove materiale za natančnejši postopek nanašanja.
Fotorezist premaz
Plošče so nato prevlečene s fotoobčutljivim materialom, imenovanim "fotorezist" (imenovan tudi "fotorezist").Obstajata dve vrsti fotorezistov – »pozitivni fotorezisti« in »negativni fotorezisti«.
Glavna razlika med pozitivnimi in negativnimi fotorezisti je kemijska struktura materiala in način, kako fotorezist reagira na svetlobo.V primeru pozitivnih fotorezistov območje, izpostavljeno UV svetlobi, spremeni strukturo in postane bolj topno ter se tako pripravi za jedkanje in nanašanje.Negativni fotorezisti pa polimerizirajo na območjih, ki so izpostavljena svetlobi, zaradi česar se težje topijo.Pozitivni fotorezisti se najpogosteje uporabljajo v proizvodnji polprevodnikov, ker lahko dosežejo višjo ločljivost, zaradi česar so boljša izbira za fazo litografije.Trenutno obstaja veliko podjetij po vsem svetu, ki proizvajajo fotoreziste za proizvodnjo polprevodnikov.
Fotolitografija
Fotolitografija je ključnega pomena v procesu izdelave čipov, saj določa, kako majhni so lahko tranzistorji na čipu.Na tej stopnji se rezine vstavijo v fotolitografski stroj in izpostavijo globoki ultravijolični svetlobi.Velikokrat so tisočkrat manjši od zrna peska.
Svetloba se projicira na rezino skozi "ploščo za masko" in litografska optika (leča sistema DUV) skrči in usmeri načrtovani vzorec vezja na plošči za masko na fotorezist na rezini.Kot je bilo že opisano, ko svetloba zadene fotorezist, pride do kemične spremembe, ki vtisne vzorec na plošči maske na premaz fotorezista.
Poskrbeti, da bo izpostavljeni vzorec točno pravilen, je zapletena naloga, saj so v procesu možne interferenca delcev, lom in druge fizikalne ali kemične napake.Zato moramo včasih optimizirati končni vzorec osvetlitve tako, da posebej popravimo vzorec na maski, da bo natisnjeni vzorec videti tako, kot želimo.Naš sistem uporablja »računalniško litografijo« za kombiniranje algoritemskih modelov s podatki iz litografskega stroja in testnih rezin, da ustvari zasnovo maske, ki je popolnoma drugačna od končnega vzorca osvetlitve, vendar to želimo doseči, ker je to edini način, da dobimo želeni vzorec osvetlitve.
Jedkanica
Naslednji korak je odstranitev degradiranega fotorezista, da se razkrije želeni vzorec.Med postopkom "jedkanja" se rezina speče in razvije, del fotorezista pa se spere, da se razkrije 3D vzorec odprtega kanala.Postopek jedkanja mora natančno in dosledno oblikovati prevodne lastnosti, ne da bi pri tem ogrozili celotno celovitost in stabilnost strukture čipa.Napredne tehnike jedkanja proizvajalcem čipov omogočajo uporabo dvojnih, štirikratnih vzorcev in vzorcev na podlagi distančnikov za ustvarjanje majhnih dimenzij sodobnih dizajnov čipov.
Tako kot fotoreziste je tudi jedkanje razdeljeno na "suho" in "mokro" vrsto.Suho jedkanje uporablja plin za definiranje izpostavljenega vzorca na rezini.Mokro jedkanje uporablja kemične metode za čiščenje rezine.
Čip ima na desetine plasti, zato je treba jedkanje skrbno nadzorovati, da ne poškodujete spodnjih plasti večplastne strukture čipa.Če je namen jedkanja ustvariti votlino v strukturi, je treba zagotoviti, da je globina votline točno prava.Pri nekaterih zasnovah čipov z do 175 plastmi, kot je 3D NAND, je korak jedkanja še posebej pomemben in težak.
Ionska injekcija
Ko je vzorec vgraviran na rezino, je rezina bombardirana s pozitivnimi ali negativnimi ioni, da se prilagodijo prevodne lastnosti dela vzorca.Kot material za rezine surovina silicij ni popoln izolator niti popoln prevodnik.Prevodne lastnosti silicija so nekje vmes.
Usmerjanje nabitih ionov v kristal silicija, tako da je mogoče nadzorovati pretok električne energije za ustvarjanje elektronskih stikal, ki so osnovni gradniki čipa, tranzistorjev, se imenuje "ionizacija", znana tudi kot "ionska implantacija".Ko je sloj ioniziran, se preostali fotorezist, ki je bil uporabljen za zaščito nejedkanega območja, odstrani.
Pakiranje
Za ustvarjanje čipa na rezini je potrebnih na tisoče korakov, od zasnove do proizvodnje pa traja več kot tri mesece.Da bi odstranili ostružke iz rezine, jih z diamantno žago razrežete na posamezne ostružke.Ti čipi, imenovani »bare die«, so razdeljeni iz 12-palčne rezine, ki je najpogostejša velikost, ki se uporablja v proizvodnji polprevodnikov, in ker se velikost čipov razlikuje, lahko nekatere rezine vsebujejo na tisoče čipov, druge pa le nekaj. ducat.
Te gole rezine se nato postavijo na "substrat" - substrat, ki uporablja kovinsko folijo za usmerjanje vhodnih in izhodnih signalov iz golih rezin v preostali sistem.Nato je pokrit s "odvodom toplote", majhno, ploščato kovinsko zaščitno posodo, ki vsebuje hladilno sredstvo, ki zagotavlja, da čip med delovanjem ostane hladen.
Profil podjetja
Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. proizvaja in izvaža različne majhne stroje za pobiranje in odlaganje od leta 2010. Z izkoriščanjem lastnih bogatih izkušenj na področju raziskav in razvoja ter dobro usposobljene proizvodnje si NeoDen pridobi velik ugled pri strankah po vsem svetu.
z globalno prisotnostjo v več kot 130 državah, odlično zmogljivostjo, visoko natančnostjo in zanesljivostjo NeoDenPNP strojijih naredijo popolne za raziskave in razvoj, profesionalno izdelavo prototipov ter majhno do srednjeserijsko proizvodnjo.Nudimo profesionalno rešitev opreme SMT na enem mestu.
Dodaj: No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province, Kitajska
Telefon: 86-571-26266266
Čas objave: 24. aprila 2022