Noong 2020, mahigit isang trilyong chips ang ginawa sa buong mundo, na katumbas ng 130 chips na pagmamay-ari at ginagamit ng bawat tao sa planeta.Gayunpaman, ang kamakailang kakulangan ng chip ay patuloy na nagpapakita na ang bilang na ito ay hindi pa umabot sa pinakamataas na limitasyon nito.
Kahit na ang mga chips ay maaari nang gawin sa napakalaking sukat, ang paggawa ng mga ito ay hindi isang madaling gawain.Ang proseso ng pagmamanupaktura ng mga chips ay masalimuot, at ngayon ay tatalakayin natin ang anim na pinakamahalagang hakbang: deposition, photoresist coating, lithography, etching, ion implantation, at packaging.
Deposition
Ang hakbang ng pagdeposito ay nagsisimula sa wafer, na pinutol mula sa isang 99.99% purong silicon na silindro (tinatawag ding "silicon ingot") at pinakintab hanggang sa napakakinis na pagtatapos, at pagkatapos ay idineposito ang isang manipis na pelikula ng konduktor, insulator, o semiconductor na materyal. papunta sa wafer, depende sa mga kinakailangan sa istruktura, upang ang unang layer ay mai-print dito.Ang mahalagang hakbang na ito ay madalas na tinutukoy bilang "deposition".
Habang lumiliit at lumiliit ang mga chip, nagiging mas kumplikado ang mga pattern ng pag-print sa mga wafer.Ang mga advance sa deposition, etching at lithography ay susi sa pagpapaliit ng chips at sa gayon ay nagtutulak sa pagpapatuloy ng Batas ni Moore.Kabilang dito ang mga makabagong pamamaraan na gumagamit ng mga bagong materyales upang gawing mas tumpak ang proseso ng pagdedeposition.
Photoresist Coating
Ang mga wafer ay pinahiran ng isang photosensitive na materyal na tinatawag na "photoresist" (tinatawag ding "photoresist").Mayroong dalawang uri ng photoresists - "positive photoresists" at "negative photoresists".
Ang pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng positibo at negatibong photoresist ay ang kemikal na istraktura ng materyal at ang paraan ng reaksyon ng photoresist sa liwanag.Sa kaso ng mga positibong photoresist, ang lugar na nakalantad sa UV light ay nagbabago ng istraktura at nagiging mas natutunaw, kaya inihahanda ito para sa pag-ukit at pag-deposition.Ang mga negatibong photoresist, sa kabilang banda, ay nag-polymerize sa mga lugar na nakalantad sa liwanag, na nagpapahirap sa kanila na matunaw.Ang mga positibong photoresist ay ang pinaka ginagamit sa paggawa ng semiconductor dahil makakamit nila ang mas mataas na resolution, na ginagawa silang isang mas mahusay na pagpipilian para sa yugto ng lithography.Mayroon na ngayong bilang ng mga kumpanya sa buong mundo na gumagawa ng mga photoresist para sa paggawa ng semiconductor.
Photolithography
Ang photolithography ay mahalaga sa proseso ng paggawa ng chip dahil tinutukoy nito kung gaano kaliit ang mga transistor sa chip.Sa yugtong ito, ang mga wafer ay inilalagay sa isang photolithography machine at nakalantad sa malalim na ultraviolet light.Maraming beses ang mga ito ay libu-libong beses na mas maliit kaysa sa isang butil ng buhangin.
Ang liwanag ay ipino-project sa wafer sa pamamagitan ng "mask plate" at ang lithography optics (ang lens ng DUV system) ay lumiliit at itinutuon ang idinisenyong circuit pattern sa mask plate papunta sa photoresist sa wafer.Gaya ng naunang inilarawan, kapag tumama ang liwanag sa photoresist, nangyayari ang isang pagbabago sa kemikal na tumatak sa pattern sa mask plate sa photoresist coating.
Ang pagkuha ng nakalantad na pattern nang eksakto ay isang nakakalito na gawain, na may particle interference, repraksyon at iba pang pisikal o kemikal na mga depekto ang lahat ay posible sa proseso.Kaya naman kung minsan kailangan nating i-optimize ang panghuling pattern ng pagkakalantad sa pamamagitan ng partikular na pagwawasto sa pattern sa mask upang maging hitsura ang naka-print na pattern sa paraang gusto natin.Gumagamit ang aming system ng "computational lithography" upang pagsamahin ang mga algorithmic na modelo sa data mula sa lithography machine at mga pansubok na wafer upang makabuo ng disenyo ng maskara na ganap na naiiba sa huling pattern ng pagkakalantad, ngunit iyon ang gusto naming makamit dahil iyon ang tanging paraan upang makuha ang gustong pattern ng pagkakalantad.
Pag-ukit
Ang susunod na hakbang ay alisin ang degraded photoresist upang ipakita ang nais na pattern.Sa panahon ng proseso ng "etch", ang wafer ay inihurnong at binuo, at ang ilan sa photoresist ay hinuhugasan upang ipakita ang isang bukas na channel na 3D pattern.Ang proseso ng pag-ukit ay dapat na bumuo ng mga tampok na conductive nang tumpak at pare-pareho nang hindi nakompromiso ang pangkalahatang integridad at katatagan ng istraktura ng chip.Ang mga advanced na diskarte sa pag-ukit ay nagbibigay-daan sa mga tagagawa ng chip na gumamit ng double, quadruple at spacer-based na mga pattern upang lumikha ng maliliit na dimensyon ng mga modernong disenyo ng chip.
Tulad ng mga photoresist, ang pag-ukit ay nahahati sa mga uri ng "tuyo" at "basa".Gumagamit ang dry etching ng gas upang tukuyin ang nakalantad na pattern sa wafer.Gumagamit ng mga kemikal na pamamaraan ang wet etching para linisin ang wafer.
Ang isang chip ay may dose-dosenang mga layer, kaya ang pag-ukit ay dapat na maingat na kontrolin upang maiwasang mapinsala ang pinagbabatayan na mga layer ng isang multi-layer na istraktura ng chip.Kung ang layunin ng pag-ukit ay lumikha ng isang lukab sa istraktura, kinakailangan upang matiyak na ang lalim ng lukab ay eksaktong tama.Ang ilang mga disenyo ng chip na may hanggang 175 na mga layer, tulad ng 3D NAND, ay ginagawang partikular na mahalaga at mahirap ang hakbang sa pag-ukit.
Ion Injection
Kapag ang pattern ay nakaukit sa wafer, ang wafer ay bombarded na may positibo o negatibong mga ion upang ayusin ang conductive properties ng bahagi ng pattern.Bilang isang materyal para sa mga wafer, ang hilaw na materyal na silikon ay hindi isang perpektong insulator o isang perpektong konduktor.Ang mga conductive properties ng Silicon ay nahuhulog sa isang lugar sa pagitan.
Ang pagdidirekta ng mga naka-charge na ions sa silicon na kristal upang makontrol ang daloy ng kuryente upang lumikha ng mga electronic switch na pangunahing mga bloke ng gusali ng chip, ang mga transistors, ay tinatawag na "ionization", na kilala rin bilang "ion implantation".Matapos ma-ionize ang layer, ang natitirang photoresist na ginamit upang protektahan ang hindi nakaukit na lugar ay aalisin.
Packaging
Libu-libong hakbang ang kinakailangan upang lumikha ng isang chip sa isang wafer, at ito ay tumatagal ng higit sa tatlong buwan upang pumunta mula sa disenyo hanggang sa produksyon.Upang alisin ang chip mula sa wafer, pinutol ito sa mga indibidwal na chips gamit ang isang diamond saw.Ang mga chip na ito, na tinatawag na "bare die," ay nahahati mula sa isang 12-inch na wafer, ang pinakakaraniwang sukat na ginagamit sa paggawa ng semiconductor, at dahil ang laki ng mga chips ay nag-iiba, ang ilang mga wafer ay maaaring maglaman ng libu-libong mga chips, habang ang iba ay naglalaman lamang ng ilang. dosena.
Ang mga hubad na wafer na ito ay inilalagay sa isang "substrate" - isang substrate na gumagamit ng metal foil upang idirekta ang input at output signal mula sa hubad na wafer patungo sa natitirang bahagi ng system.Pagkatapos ay natatakpan ito ng isang "heat sink", isang maliit, patag na metal na lalagyan ng proteksyon na naglalaman ng isang coolant upang matiyak na ang chip ay mananatiling malamig sa panahon ng operasyon.
Profile ng Kumpanya
Ang Zhejiang NeoDen Technology Co., Ltd. ay gumagawa at nag-e-export ng iba't ibang maliliit na pick and place machine mula noong 2010. Sinasamantala ang sarili naming mayamang karanasan sa R&D, mahusay na sinanay na produksyon, nanalo ang NeoDen ng mahusay na reputasyon mula sa mga customer sa buong mundo.
na may pandaigdigang presensya sa mahigit 130 bansa, ang mahusay na pagganap, mataas na katumpakan at pagiging maaasahan ng NeoDenMga makina ng PNPgawin silang perpekto para sa R&D, propesyonal na prototyping at maliit hanggang katamtamang batch na produksyon.Nagbibigay kami ng propesyonal na solusyon ng one stop SMT equipment.
Idagdag: No.18, Tianzihu Avenue, Tianzihu Town, Anji County, Huzhou City, Zhejiang Province, China
Telepono: 86-571-26266266
Oras ng post: Abr-24-2022