芯片制作流程样本.docx
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芯片制作流程样本
芯片制作全过程
芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序（WaferFabrication）、晶圆针测工序（WaferProbe）、构装工序（Packaging）、测试工序（InitialTestandFinalTest）等几个步骤。
其中晶圆处理工序和晶圆针测工序为前段（FrontEnd）工序,而构装工序、测试工序为后段（BackEnd）工序。
1、晶圆处理工序:
本工序的主要工作是在晶圆上制作电路及电子元件（如晶体管、电容、逻辑开关等）,其处理程序一般与产品种类和所使用的技术有关,但一般基本步骤是先将晶圆适当清洗,再在其表面进行氧化及化学气相沉积,然后进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等重复步骤,最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。
2、晶圆针测工序:
经过上道工序后,晶圆上就形成了一个个的小格,即晶粒,一般情况下,为便于测试,提高效率,同一片晶圆上制作同一品种、规格的产品;但也可根据需要制作几种不同品种、规格的产品。
在用针测（Probe）仪对每个晶粒检测其电气特性,并将不合格的晶粒标上记号后,将晶圆切开,分割成一颗颗单独的晶粒,再按其电气特性分类,装入不同的托盘中,不合格的晶粒则舍弃。
3、构装工序:
就是将单个的晶粒固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上,并把晶粒上蚀刻出的一些引接线端与基座底部伸出的插脚连接,以作为与外界电路板连接之用,最后盖上塑胶盖板,用胶水封死。
其目的是用以保护晶粒避免受到机械刮伤或高温破坏。
到此才算制成了一块集成电路芯片（即我们在电脑里能够看到的那些黑色或褐色,两边或四边带有许多插脚或引线的矩形小块）。
4、测试工序:
芯片制造的最后一道工序为测试,其又可分为一般测试和特殊测试,前者是将封装后的芯片置于各种环境下测试其电气特性,如消耗功率、运行速度、耐压度等。
经测试后的芯片,依其电气特性划分为不同等级。
而特殊测试则是根据客户特殊需求的技术参数,从相近参数规格、品种中拿出部分芯片,做有针对性的专门测试,看是否能满足客户的特殊需求,以决定是否须为客户设计专用芯片。
经一般测试合格的产品贴上规格、型号及出厂日期等标识的标签并加以包装后即可出厂。
而未经过测试的芯片则视其达到的参数情况定作降级品或废品。
制造芯片的基本原料
制造芯片的基本原料:
硅、金属材料（铝主要金属材料,电迁移特性要好.铜互连技术能够减小芯片面积,同时由于铜导体的电阻更低,其上电流经过的速度也更快）、化学原料等。
芯片制造的准备阶段
在必备原材料的采集工作完毕之后,这些原材料中的一部分需要进行一些预处理工作。
作为最主要的原料,硅的处理工作至关重要。
首先,硅原料要进行化学提纯,这一步骤使其达到可供半导体工业使用的原料级别。
为了使这些硅原料能够满足集成电路制造的加工需要,还必须将其整形,这一步是经过溶化硅原料,然后将液态硅注入大型高温石英容器来完成的。
而后,将原料进行高温溶化为了达到高性能处理器的要求,整块硅原料必须高度纯净,及单晶硅。
然后从高温容器中采用旋转拉伸的方式将硅原料取出,此时一个圆柱体的硅锭就产生了。
从当前所使用的工艺来看,硅锭圆形横截面的直径为200毫米。
在保留硅锭的各种特性不变的情况下增加横截面的面积是具有相当的难度的,不过只要企业肯投入大批资金来研究,还是能够实现的。
intel为研制和生产300毫米硅锭建立的工厂耗费了大约35亿美元,新技术的成功使得intel能够制造复杂程度更高,功能更强大的集成电路芯片,200毫米硅锭的工厂也耗费了15亿美元。
下面就从硅锭的切片开始介绍芯片的制造过程。
在制成硅锭并确保其是一个绝正确圆柱体之后,下一个步骤就是将这个圆柱体硅锭切片,切片越薄,用料越省,自然能够生产的处理器芯片就更多。
切片还要镜面精加工的处理来确保表面绝对光滑,之后检查是否有扭曲或其它问题。
这一步的质量检验尤为重要,它直接决定了成品芯片的质量。
新的切片中要掺入一些物质,使之成为真正的半导体材料,然后在其上刻划代表着各种逻辑功能的晶体管电路。
掺入的物质原子进入硅原子之间的空隙,彼此之间发生原子力的作用,从而使得硅原料具有半导体的特性。
今天的半导体制造多选择CMOS工艺（互补型金属氧化物半导体）。
其中互补一词表示半导体中N型MOS管和P型MOS管之间的交互作用。
N和P在电子工艺中分别代表负极和正极。
多数情况下,切片被掺入化学物质形成P型衬底,在其上刻划的逻辑电路要遵循nMOS电路的特性来设计,这种类型的晶体管空间利用率更高也更加节能。
同时在多数情况下,必须尽量限制pMOS型晶体管的出现,因为在制造过程的后期,需要将N型材料植入P型衬底当中,这一过程会导致pMOS管的形成。
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