Základní koncepty výroby polovodiče

- Feb 16, 2021-

Oplatka

Výroba destilátů začíná pískem (oxidem křemičitým), který je redukován na křemík třídy tavení prostřednictvím rafinace elektrické obloukové pece a poté chlorován kyselinou chlorovodíkovou k výrobě trichloridu křemíku. Po vyčištění destilací se vyrábí pomalým procesem rozkladu. "Polykrychlový" v tyčové nebo granulované formě. Obecně platí, že závody na výrobu desticí se po roztavení polykrystalického křemíku používají k pomalému vytahování monokrystalického křemíkového ingotu. Růst 8 palce křemíkového ingotu, dlouhého 85 cm a vážícího 76,6 kg, trvá asi 2 a půl dne. Po broušení, leštění a krájení se stává hrubou desticí polovodiče.


Optický vývoj

Optický vývoj je proces expozice a vývoje na fotoresistu, který převádí vzor na fotomasku na tenkou vrstvu filmu nebo křemíkový krystal pod fotoresistou. Optický vývoj zahrnuje především fotorezististické nátěry, pečení, zarovnání masek, expoziční a vývojové postupy. Rozlišení zobrazení malé velikosti hraje nejdůležitější roli v průběhu výrobního procesu IC. Vzhledem k optickým požadavkům se pro osvětlení v tomto procesu používá nažloutlé viditelné světlo. Proto se tato oblast běžně nazývá oblast žlutého světla.


Suché leptání

V procesu výroby polovodiče se leptání používá k odstranění určitých materiálů z povrchu destičky. Suché leptání (nazývané také plazmatické leptání) je v současné době nejčastěji používanou leptací metodou. Používá plyn jako hlavní leptací médium a používá plazmatickou energii k pohonu reakce.

Plazma má fyzikální a chemické účinky na proces leptání. Za první, plazma rozloží leptající se molekuly plynu a vytvoří vysoce aktivní molekuly, které mohou rychle vyryt materiál. Kromě toho plazma tyto chemické složky také ionizuje, aby byly nabité.

Oplatka je umístěna na záporně nabité katodě, takže když jsou kladně nabité ionty přitahovány katodou a zrychlují směrem ke katodě, udeří na povrch destovky ve svislém úhlu. Výrobci čipů používají tuto funkci k získání vynikajícího vertikálního leptání a ten je také důležitou rolí pro suché leptání.

V zásadě, v závislosti na rozdílu mezi materiálem, který má být odstraněn, a použitou leptací chemií, může být leptání provedeno pouze v následujících dvou režimech nebo v kombinaci:

1. Poté, co se aktivní reaktivní ionty a volné radikály generované uvnitř plazmy srazí s povrchem oplatky, budou chemicky reagovat s povrchovým materiálem konkrétní složky, aby se vypařily. Tímto způsobem může být povrchový materiál odstraněn z povrchu destiže a vypouštěn pomocí čerpací akce.

2. Plazmatické ionty mohou mít dostatek kinetické energie, aby zlomily chemické vazby filmu v důsledku zrychlení a pak vyfoukly nebo vystříkly molekuly materiálu na povrchu destičky jeden po druhém.


Technologie depozice chemických par

Chemická depozice par je technologie používaná k ukládání určitých tenkých vrstv při výrobě mikroelektronických komponentů. Uložené tenké fólie mohou být dielektrické materiály (izolátory), vodiče nebo polovodiče. Během procesu chemické depozice par se plyn obsahující atomy uloženého materiálu zavádí do procesní reakční komory, která je přísně kontrolována. Když tyto atomy reagují chemicky na vyhřívaném povrchu Changyuan, vytvoří se na povrchu destiky pevný film. Tato chemická reakce obvykle vyžaduje použití jednoho nebo více zdrojů energie (jako je tepelná energie nebo rádiový frekvenční výkon).

Tloušťka filmu produkovaného procesem CVD se pohybuje od méně než 0,5 mikronů do několika mikronů, ale nejdůležitější je, že jeho tloušťka musí být dostatečně rovnoměrná. Mezi běžnější cvd filmy patří:

■ Oxid křemičitý (obvykle přímo nazývaný oxidová vrstva)

■ Nitid křemíku

■ Polykrychlový křidélko

■ Žáruvzdorné kovy a jejich křemicidy

Křemičité fólie a plazmatické dusidové dielektrické vrstvy, které lze použít jako izolátory pro polovodičové komponenty, jsou v současné době nejpoužívanější technologií CVD. Tento druh filmového materiálu může tvořit tři hlavní dielektrické fólie uvnitř čipu: vnitřní dielektrickou vrstvu, vnitřní kovovou dielektrickou vrstvu a ochrannou vrstvu. Kromě toho je chemická depozice par zlatých vrstev (včetně wolframu, hliníku, nitrinu titaničitého a dalších kovů) také populární aplikací CVD.


Technologie fyzikální depozice par

Jak již název napovídá, fyzikální depozice par je spíše fyzikálním procesem než chemickým procesem. Tato technologie obecně používá tupý plyn, jako je argon. Zrychlením argonových iontů ve vysokém vakuu, aby zasáhly chrlící cíl, mohou být cílové atomy chrleny jeden po druhém a rozprašovaný materiál (obvykle hliník , Titan nebo jeho slitina) je uložen na povrchu oplatky jako sněhové vločky. Prostředí s vysokou teplotou a vysokým vakuem uvnitř procesní reakční komory může tyto atomy kovů vytvořit křišťálová zrna a pak pomocí litografického vzorování a leptání lze získat vodivý obvod požadovaný polovodičovým zařízením.


Disociovaná technologie fyzikální depozice par z kovové plazmy

Disociovaná kovová plazma je nedávno vyvinutá technologie fyzikální depozice par. Používá plazmu mezi cílovou oblastí a desticí, aby se zaměřila na atomy kovů vystříklé z cílové oblasti předtím, než dosáhnou 化. Účelem ionizace těchto atomů kovů je, aby tyto atomy přenášely elektřinu, a pak řídit směr jejich cestování, aby tyto atomy mohly cestovat k desce ve svislém směru, stejně jako plazmatické leptání a procesy chemické depozice par. Tímto dílem mohou tyto atomy kovů vyplnit extrémně úzké a hluboké struktury a vytvořit tak extrémně rovnoměrnou povrchovou vrstvu, zejména ve spodní vrstvě.


Proces vysoké teploty

Polykrystalický (poly) se obvykle používá k popisu části struktury polovodičových tranzistorů: stejně jako u některých polovodičových složek je epitaxní křemík (epi) vrstvou čistých krystalů křemíku, která roste na rovnoměrném povrchu krystalu destovky. Ačkoli se stav aplikace obou fénů polykrychlového a epitaxního křemíku liší, všechny jsou uloženy při vysoké teplotě (600 °C až 1200 °C) v podobné procesní reakční komoře.

I když se rozsah provozní teploty rychlého tepelného zpracování (RTP) částečně překrývá s polykrychlovými a epitaxními křemíkovými procesy, zásadní rozdíl je obrovský. RTP se neuvádí k ukládání filmů, ale k úpravě vlastností filmu a výsledků procesu. RTP podrobí oplatku velmi krátkému a přesně řízenému procesu zpracování při vysokých teplotách, který umožňuje zvýšení teploty destiky z pokojové teploty na 1000 °C za pouhých 10 až 20 sekund. RTP se obvykle používá v procesu žíhání k řízení jednotnosti dopant atomů v složce. Kromě toho může být RTP také použit k křemičitým kovům a k výrobě sloučenin obsahujících křemičitan a křemičitan titanu při vysoké teplotě. Nejnovější vývoj zahrnuje použití rychlého vysokoteplotního procesního zařízení k přesnému ukládání kyslíkových a dusíkových filmů na kritické oblasti krystalu.


Technologie iontové implantace

Technologie iontové implantace může implantovat do určitých oblastí polovodičového zařízení v iontové formě, aby získala přesné elektronické vlastnosti. Tyto ionty musí být nejprve urychleny, aby měly dostatečnou energii a rychlost, aby pronikly (implantovali) membránou a dosáhly předem stanovené hloubky implantace. Proces implantace iontů může přesně řídit koncentraci dopantů v implantované oblasti. V podstatě je koncentrace dopantu (dávka) řízena proudem iontového paprsku (celkový počet iontů v iontového paprsku) a rychlostí skenování (kolikrát destilace prochází iontovým paprskem) a hloubka iontové implantace je řízena iontovým paprskem Je určena množstvím energie.


Chemické mechanické leštění

Chemické mechanické leštění (CMP) kombinuje dvě funkce mechanického leštění abrazivních materiálů a chemické leštění kyselých a alkalických roztoků, které mohou zploštit povrch destiže, aby se usnadnila následná depozice filmu. Nasát.

V tvrdém zařízení procesu CMP se leštící hlava používá k přitlačení destiček na lešticí podložku a pohání oplatku k otáčení, zatímco lešticí podložka se otáčí opačným směrem. Během leštění je mezi oplatku a lešticí podložku umístěna kejda složená z abrazivních částic. Proměnné, které ovlivňují proces CMP, zahrnují: tlak vyvíjený leštící hlavou a plochost destičky, rychlost otáčení destičky a leštící podložky, chemické složení kejdy a abrazivních částic, teplotu a materiál a abrazivní podložku. Počkej.


Monitorování procesů

V další fázi procesu používají polovodiče CD-SEM k měření mikro-rozteče submiknových obvodů v čipu, aby byla zajištěna přesnost procesu. Obecně řečeno, teprve po fotolitografickém vzorování a následných procesech leptání se makro měření provádí.


Retická kontrola

Fotomaska je vysoce přesná křemenná plochá deska, která se používá k vytváření obrazů elektronických obvodů na desticích, aby se usnadnila výroba integrovaných obvodů. Fotomaska musí být ideální pro prezentaci úplného obrazu obvodu, jinak bude neúplný obraz zkopírován do oplatky. Kontrolní stroj masky kombinuje technologii skenování obrazu s pokročilou technologií zpracování obrazu, která zachycuje nedostatek obrázků. Jak destnice postupuje z jednoho procesu do druhého, systém kontroly vzorovaných destiček lze použít k detekci, zda na desce nejsou vady, včetně prachových částic, rozbitých drátů, zkratů a různých dalších problémů. Kromě toho je u hotových vzorovaných destih, které mají vzory tištěných obvodů, nutné provést hloubkovou detekci defektů submiknů. Obecně řečeno, systém kontroly vzorovaných desticí používá bílé světlo nebo laserové světlo k osvětlení povrchu destiže. Pak jedna nebo více sad detektorů obdrží světlo rozptýlené z povrchu destiče a obraz je předán vysoce funkčnímu softwaru, aby se odstranil základní vzor pro identifikaci a nalezení vad.


Řez

Po všech zpracováních a testování destií jsou rozřezány na jednotlivé IC. Například: Vyrobeno s procesní technologií 0,2 mikronů, téměř 600 64M DRAMů může být vyrobeno na každé 8-5 leté desce.


Těsnění

Poslední postup výrobního procesu obvykle zahrnuje proces lepení drátu. Pomocí zlatého drátu připojte čip a drát olověného rámu a poté zabalte izolovanou plastovou nebo keramickou skořepinu a otestujte, zda je funkce IC normální. Vzhledem k tomu, že technická úroveň potřebná pro řezání a balení je poměrně nízká, stává se často vstupním bodem pro obecné výrobní odvětví, aby zasáhlo do polovodičového průmyslu.


300 mm

Aplikované materiály poskytují nejtěsnější řešení v oboru, aby pomohly fabs desek překonat výzvy výroby desek o 300 mm. Má nejen kompletní řadu 300mm systémů výroby desek, poskytuje nejlepší organizaci služeb a podpory, ale také ovládá technické zkušenosti s pokročilou procesní a procesní integrací; snižování rizik, zvyšování efektivity, urychlení plánů sériové výroby a pomoc při dosahování maximální produktivity, minimalizace provozních nákladů atd., Aby byly vyhověny všem potřebám zařízení na výrobu destií.


300mm všesměrové řešení aplikovaných materiálů, kompletní produktová řada je:

Vysokoteplotní zpracování a iontové implantační zařízení (tepelné procesy a implantáty)

Dielektrická chemická depozice par (DCVD: Dielektrická chemická depozice par)

Depozice kovů

Lept (lept)

Chemické mechanické leštění (CMP: Chemické mechanické leštění)

Inspekce a metrologie

Systém provádění výroby (MES: Výrobní systém provádění)

Servis a podpora


Technologie měděných procesů

V případě, že tradiční hliníkové kovové dráty nemohou prolomit úzké místo, po letech výzkumu a vývoje se měděné dráty začaly stát hlavním proudem polovodičových materiálů. Vzhledem k tomu, že měď má menší hodnotu odporu než hliník, může nést větší množství na menší ploše. Proud umožňuje výrobcům vyrábět čipy s vyššími rychlostmi, hustšími obvody a zvýšením výkonu asi o 30-40%. Také proto, že měď má lepší odolnost proti elektromisi než hliník, může snížit svůj elektromisní efekt a zlepšit spolehlivost čipu. Mezi dodavateli polovodičových procesních zařízení mohou pouze aplikované materiály poskytovat celou řadu řešení a technologií pro proces mědi, včetně depozice filmu, leptání, elektrochemického pokovování a chemického mechanického leštění.

Komplexní řešení aplikovaných materiálů pro měděný proces

Výroba měděných drátů v polovodičových součástech zahrnuje nejen depozici mědi, ale také řadu kompletních procesních kroků a pečlivé plánování pro maximalizaci výkonu. Applied Materials spolupracuje s významnými zákazníky již mnoho let a má bohaté zkušenosti s vývojem technologií souvisejících s měděnými procesy. Kromě toho mohou ze všech dodavatelů polovodičových procesních zařízení zajistit kompletní procesní technologii konstrukce měděného drátu pouze aplikované materiály, včetně tenkodělné depozice, leptání, elektrochemického pokovování a chemického mechanického leštění atd.


Dvojice:Výroba a vývoj OLED Další:Co je to LED pro povrchovou montáž (SMD)