Vào năm 2020, hơn một nghìn tỷ con chip đã được sản xuất trên toàn thế giới, tương đương với 130 con chip được sở hữu và sử dụng bởi mỗi người trên hành tinh.Tuy nhiên, tình trạng thiếu chip gần đây vẫn tiếp tục cho thấy con số này vẫn chưa đạt đến giới hạn trên.
Mặc dù chip đã có thể được sản xuất ở quy mô lớn như vậy nhưng việc sản xuất chúng không phải là một nhiệm vụ dễ dàng.Quy trình sản xuất chip rất phức tạp và hôm nay chúng ta sẽ đề cập đến sáu bước quan trọng nhất: lắng đọng, phủ chất cản quang, in thạch bản, khắc axit, cấy ion và đóng gói.
lắng đọng
Bước lắng đọng bắt đầu với tấm wafer, được cắt từ một ống trụ silicon nguyên chất 99,99% (còn gọi là “thỏi silicon”) và được đánh bóng để đạt độ hoàn thiện cực kỳ mịn, sau đó một màng mỏng vật liệu dẫn điện, chất cách điện hoặc chất bán dẫn được lắng đọng lên tấm wafer, tùy thuộc vào yêu cầu về cấu trúc để có thể in lớp đầu tiên lên đó.Bước quan trọng này thường được gọi là “lắng đọng”.
Khi các con chip ngày càng nhỏ hơn, các mẫu in trên tấm bán dẫn trở nên phức tạp hơn.Những tiến bộ trong kỹ thuật lắng đọng, khắc axit và in thạch bản là chìa khóa để làm cho các con chip ngày càng nhỏ hơn và do đó thúc đẩy sự tiếp nối của Định luật Moore.Điều này bao gồm các kỹ thuật cải tiến sử dụng vật liệu mới để làm cho quá trình lắng đọng chính xác hơn.
Lớp phủ quang học
Sau đó, các tấm wafer được phủ một loại vật liệu cảm quang gọi là “chất cản quang” (còn gọi là “chất cản quang”).Có hai loại chất cảm quang – “chất cảm quang dương” và “chất cảm quang âm”.
Sự khác biệt chính giữa chất quang dẫn dương và âm là cấu trúc hóa học của vật liệu và cách chất quang dẫn phản ứng với ánh sáng.Trong trường hợp chất quang dẫn dương, khu vực tiếp xúc với tia UV sẽ thay đổi cấu trúc và trở nên dễ hòa tan hơn, do đó chuẩn bị cho quá trình ăn mòn và lắng đọng.Mặt khác, các chất quang điện âm sẽ polyme hóa ở những khu vực tiếp xúc với ánh sáng, khiến chúng khó hòa tan hơn.Chất quang dẫn dương được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất chất bán dẫn vì chúng có thể đạt được độ phân giải cao hơn, khiến chúng trở thành lựa chọn tốt hơn cho giai đoạn in thạch bản.Hiện nay trên thế giới có một số công ty sản xuất chất quang dẫn cho sản xuất chất bán dẫn.
Quang khắc
Quang khắc rất quan trọng trong quá trình sản xuất chip vì nó xác định độ nhỏ của bóng bán dẫn trên chip.Ở giai đoạn này, các tấm wafer được đưa vào máy quang khắc và được chiếu tia cực tím sâu.Nhiều khi chúng nhỏ hơn hàng nghìn lần so với một hạt cát.
Ánh sáng được chiếu lên tấm wafer thông qua một “tấm mặt nạ” và quang học in thạch bản (thấu kính của hệ thống DUV) co lại và tập trung mẫu mạch được thiết kế trên tấm mặt nạ vào chất quang dẫn trên tấm wafer.Như đã mô tả trước đây, khi ánh sáng chiếu vào chất cảm quang, một sự thay đổi hóa học xảy ra sẽ in hoa văn trên tấm mặt nạ lên lớp phủ chất cảm quang.
Để có được hình ảnh phơi sáng chính xác là một nhiệm vụ phức tạp, với sự can thiệp của hạt, khúc xạ và các khuyết tật vật lý hoặc hóa học khác đều có thể xảy ra trong quá trình này.Đó là lý do tại sao đôi khi chúng ta cần tối ưu hóa mẫu phơi sáng cuối cùng bằng cách sửa cụ thể mẫu trên mặt nạ để làm cho mẫu in trông giống như chúng ta mong muốn.Hệ thống của chúng tôi sử dụng “kỹ thuật in thạch bản tính toán” để kết hợp các mô hình thuật toán với dữ liệu từ máy in thạch bản và các tấm bán dẫn thử nghiệm để tạo ra một thiết kế mặt nạ hoàn toàn khác với mẫu phơi sáng cuối cùng, nhưng đó là điều chúng tôi muốn đạt được vì đó là cách duy nhất để có được mẫu phơi sáng mong muốn.
khắc
Bước tiếp theo là loại bỏ chất quang dẫn xuống cấp để lộ ra mẫu mong muốn.Trong quá trình “ăn mòn”, tấm bán dẫn được nung và phát triển, đồng thời một số chất quang dẫn được rửa sạch để lộ ra mẫu 3D kênh mở.Quá trình khắc phải hình thành các đặc tính dẫn điện một cách chính xác và nhất quán mà không ảnh hưởng đến tính toàn vẹn và ổn định tổng thể của cấu trúc chip.Kỹ thuật khắc tiên tiến cho phép các nhà sản xuất chip sử dụng các mẫu dựa trên gấp đôi, gấp bốn và dựa trên miếng đệm để tạo ra các kích thước nhỏ bé của các thiết kế chip hiện đại.
Giống như chất cản quang, quá trình khắc được chia thành loại “khô” và “ướt”.Khắc khô sử dụng khí để xác định hoa văn lộ ra trên tấm bán dẫn.Khắc ướt sử dụng phương pháp hóa học để làm sạch tấm bán dẫn.
Một con chip có hàng chục lớp, vì vậy quá trình khắc phải được kiểm soát cẩn thận để tránh làm hỏng các lớp bên dưới của cấu trúc chip nhiều lớp.Nếu mục đích của việc khắc là tạo ra một lỗ rỗng trong kết cấu thì cần phải đảm bảo rằng độ sâu của lỗ hổng là chính xác.Một số thiết kế chip có tới 175 lớp như 3D NAND khiến bước khắc trở nên đặc biệt quan trọng và khó khăn.
Tiêm ion
Sau khi mẫu được khắc lên tấm bán dẫn, tấm bán dẫn sẽ được bắn phá bằng các ion dương hoặc âm để điều chỉnh đặc tính dẫn điện của một phần mẫu.Là vật liệu cho tấm bán dẫn, silicon nguyên liệu thô không phải là chất cách điện hoàn hảo cũng như chất dẫn điện hoàn hảo.Đặc tính dẫn điện của silicon rơi vào khoảng giữa.
Hướng các ion tích điện vào tinh thể silicon để có thể kiểm soát dòng điện nhằm tạo ra các công tắc điện tử là khối xây dựng cơ bản của chip, các bóng bán dẫn, được gọi là “ion hóa”, còn được gọi là “cấy ion”.Sau khi lớp này bị ion hóa, chất quang dẫn còn lại dùng để bảo vệ vùng không bị ăn mòn sẽ bị loại bỏ.
Bao bì
Cần phải thực hiện hàng nghìn bước để tạo ra một con chip trên tấm bán dẫn và phải mất hơn ba tháng để đi từ thiết kế đến sản xuất.Để loại bỏ chip khỏi wafer, nó được cắt thành từng chip riêng lẻ bằng cưa kim cương.Những con chip này, được gọi là “khuôn trần”, được tách ra từ một tấm wafer 12 inch, kích thước phổ biến nhất được sử dụng trong sản xuất chất bán dẫn và do kích thước của các con chip khác nhau nên một số tấm wafer có thể chứa hàng nghìn con chip, trong khi những con chip khác chỉ chứa một vài con chip. tá.
Sau đó, những tấm wafer trần này được đặt trên một “đế nền” – một chất nền sử dụng lá kim loại để truyền tín hiệu đầu vào và đầu ra từ tấm wafer trần đến phần còn lại của hệ thống.Sau đó, nó được phủ một “tản nhiệt”, một hộp bảo vệ nhỏ, phẳng bằng kim loại chứa chất làm mát để đảm bảo chip luôn mát trong quá trình hoạt động.
Hồ sơ công ty
Chiết Giang NeoDen Technology Co., Ltd. đã sản xuất và xuất khẩu nhiều loại máy gắp và đặt nhỏ khác nhau kể từ năm 2010. Tận dụng lợi thế R&D giàu kinh nghiệm của chúng tôi, quá trình sản xuất được đào tạo bài bản, NeoDen giành được danh tiếng lớn từ khách hàng trên toàn thế giới.
với sự hiện diện toàn cầu tại hơn 130 quốc gia, NeoDen có hiệu suất tuyệt vời, độ chính xác và độ tin cậy caomáy PNPlàm cho chúng trở nên hoàn hảo cho hoạt động R&D, tạo mẫu chuyên nghiệp và sản xuất hàng loạt vừa và nhỏ.Chúng tôi cung cấp giải pháp chuyên nghiệp của thiết bị SMT một cửa.
Địa chỉ: Số 18, Đại lộ Tianzihu, Thị trấn Tianzihu, Huyện Anji, Thành phố Hồ Châu, Tỉnh Chiết Giang, Trung Quốc
Điện thoại: 86-571-26266266
Thời gian đăng: 24-04-2022