در سال 2020، بیش از یک تریلیون تراشه در سرتاسر جهان تولید شد که معادل 130 تراشه است که هر فرد روی کره زمین از آن استفاده می کند.با این حال، کمبود تراشه اخیر همچنان نشان می‌دهد که این عدد هنوز به حد بالایی خود نرسیده است.
اگرچه تراشه‌ها را می‌توان در چنین مقیاس بزرگی تولید کرد، اما تولید آنها کار ساده‌ای نیست.فرآیند تولید تراشه ها پیچیده است و امروز ما شش مرحله حیاتی را پوشش خواهیم داد: رسوب گذاری، پوشش مقاوم به نور، لیتوگرافی، اچینگ، کاشت یون و بسته بندی.
گواهی
مرحله رسوب گذاری با ویفر آغاز می شود که از یک سیلندر سیلیکونی 99.99 درصد خالص (که "شمش سیلیکون" نیز نامیده می شود) بریده می شود و تا سطحی بسیار صاف پرداخت می شود و سپس یک لایه نازک از هادی، عایق یا مواد نیمه هادی رسوب می کند. بر روی ویفر بسته به نیاز ساختاری، به طوری که می توان اولین لایه را روی آن چاپ کرد.این مرحله مهم اغلب به عنوان "رسوب" نامیده می شود.
همانطور که تراشه ها کوچکتر و کوچکتر می شوند، چاپ الگوهای روی ویفر پیچیده تر می شود.پیشرفت‌ها در رسوب‌گذاری، اچینگ و لیتوگرافی کلیدی برای کوچکتر کردن تراشه‌ها و در نتیجه ادامه قانون مور هستند.این شامل تکنیک های ابتکاری است که از مواد جدید برای دقیق تر کردن فرآیند رسوب استفاده می کند.
پوشش مقاوم به نور
سپس ویفرها با یک ماده حساس به نور به نام "فتوریست" (همچنین "مقاومت نوری" نامیده می شود) پوشانده می شوند.دو نوع مقاوم در برابر نور وجود دارد - "فتورزیست های مثبت" و "فتوررزیست های منفی".
تفاوت اصلی بین نور مقاومت مثبت و منفی در ساختار شیمیایی مواد و نحوه واکنش نور مقاوم به نور است.در مورد نور مقاوم‌کننده‌های مثبت، ناحیه‌ای که در معرض نور UV قرار می‌گیرد، ساختار را تغییر می‌دهد و محلول‌تر می‌شود، بنابراین آن را برای اچ و رسوب آماده می‌کند.از طرف دیگر، نور مقاوم‌کننده‌های منفی، در نواحی در معرض نور پلیمریزه می‌شوند که حل شدن آنها را دشوارتر می‌کند.فوتوریست های مثبت بیشترین استفاده را در تولید نیمه هادی ها دارند، زیرا می توانند وضوح بالاتری داشته باشند و انتخاب بهتری برای مرحله لیتوگرافی هستند.در حال حاضر تعدادی از شرکت ها در سراسر جهان وجود دارند که مقاوم کننده نور برای تولید نیمه هادی ها تولید می کنند.
فتولیتوگرافی
فوتولیتوگرافی در فرآیند تولید تراشه بسیار مهم است زیرا تعیین می کند که ترانزیستورهای روی تراشه چقدر می توانند کوچک باشند.در این مرحله، ویفرها در دستگاه فوتولیتوگرافی قرار می گیرند و در معرض نور عمیق فرابنفش قرار می گیرند.بسیاری از آنها هزاران بار کوچکتر از یک دانه شن هستند.
نور از طریق یک "صفحه ماسک" بر روی ویفر پخش می شود و اپتیک لیتوگرافی (عدسی سیستم DUV) منقبض می شود و الگوی مدار طراحی شده روی صفحه ماسک را روی مقاومت نوری روی ویفر متمرکز می کند.همانطور که قبلا توضیح داده شد، هنگامی که نور به نور مقاوم می شود، یک تغییر شیمیایی رخ می دهد که الگوی روی صفحه ماسک را روی پوشش مقاوم به نور نشان می دهد.
درست کردن الگوی نوردهی دقیقاً یک کار دشوار است، با تداخل ذرات، شکست و سایر عیوب فیزیکی یا شیمیایی که همه در این فرآیند ممکن است.به همین دلیل است که گاهی اوقات لازم است الگوی نوردهی نهایی را با اصلاح الگوی روی ماسک بهینه کنیم تا الگوی چاپ شده آنطور که می‌خواهیم به نظر برسد.سیستم ما از «لیتوگرافی محاسباتی» برای ترکیب مدل‌های الگوریتمی با داده‌های دستگاه لیتوگرافی و ویفرهای آزمایشی برای تولید یک طرح ماسک استفاده می‌کند که کاملاً با الگوی نوردهی نهایی متفاوت است، اما این چیزی است که می‌خواهیم به آن برسیم زیرا این تنها راه برای به دست آوردن الگوی نوردهی مورد نظر
حکاکی کردن
گام بعدی این است که مقاومت نوری تخریب شده را بردارید تا الگوی مورد نظر نمایان شود.در طی فرآیند "اچ کردن"، ویفر پخته و توسعه می یابد، و مقداری از مقاومت نوری شسته می شود تا یک الگوی سه بعدی کانال باز نمایان شود.فرآیند اچ کردن باید ویژگی‌های رسانا را به طور دقیق و پیوسته بدون به خطر انداختن یکپارچگی و پایداری ساختار تراشه تشکیل دهد.تکنیک های پیشرفته اچینگ به سازندگان تراشه اجازه می دهد تا از الگوهای دوتایی، چهارگانه و مبتنی بر فاصله برای ایجاد ابعاد کوچک طرح های تراشه مدرن استفاده کنند.
مانند فوتوریست ها، اچینگ به دو نوع "خشک" و "تر" تقسیم می شود.اچ کردن خشک از یک گاز برای تعیین الگوی در معرض دید روی ویفر استفاده می کند.حکاکی مرطوب از روش های شیمیایی برای تمیز کردن ویفر استفاده می کند.
یک تراشه ده ها لایه دارد، بنابراین اچینگ باید به دقت کنترل شود تا از آسیب دیدن لایه های زیرین ساختار تراشه چند لایه جلوگیری شود.اگر هدف از اچینگ ایجاد حفره در سازه باشد، باید از درست بودن عمق حفره اطمینان حاصل کرد.برخی از طرح های تراشه با حداکثر 175 لایه، مانند 3D NAND، مرحله اچ را بسیار مهم و دشوار می کند.
تزریق یون
هنگامی که الگو بر روی ویفر حک می شود، ویفر با یون های مثبت یا منفی بمباران می شود تا خواص رسانایی بخشی از الگو را تنظیم کند.به عنوان ماده ای برای ویفرها، سیلیکون ماده خام عایق و رسانای کامل نیست.خواص رسانایی سیلیکون در جایی بین این دو قرار می گیرد.
هدایت یون های باردار به داخل کریستال سیلیکون به طوری که بتوان جریان الکتریسیته را برای ایجاد کلیدهای الکترونیکی که بلوک های اصلی تراشه، ترانزیستورها هستند، کنترل کرد، "یونیزاسیون" نامیده می شود که به عنوان "کاشت یون" نیز شناخته می شود.پس از یونیزه شدن لایه، مقاومت نوری باقیمانده که برای محافظت از ناحیه بدون اچ استفاده می شود، حذف می شود.
بسته بندی
هزاران مرحله برای ایجاد یک تراشه روی ویفر نیاز است و بیش از سه ماه طول می کشد تا از طراحی به تولید برسد.برای جدا کردن تراشه از ویفر، آن را با استفاده از اره الماس به تراشه های جداگانه برش می دهند.این تراشه‌ها که «مرگ برهنه» نامیده می‌شوند از یک ویفر 12 اینچی، رایج‌ترین اندازه مورد استفاده در تولید نیمه‌رساناها، جدا شده‌اند، و از آنجایی که اندازه تراشه‌ها متفاوت است، برخی از ویفرها می‌توانند حاوی هزاران تراشه باشند، در حالی که برخی دیگر حاوی تنها چند تراشه هستند. دوجین.
سپس این ویفرهای لخت روی یک "زیر لایه" قرار می گیرند - بستری که از فویل فلزی برای هدایت سیگنال های ورودی و خروجی از ویفر لخت به بقیه قسمت های سیستم استفاده می کند.سپس با یک «حیت سینک»، یک ظرف محافظ فلزی کوچک و مسطح که حاوی مایع خنک‌کننده است، پوشانده می‌شود تا اطمینان حاصل شود که تراشه در طول کار خنک می‌ماند.
نمایه شرکت
شرکت فناوری NeoDen ژجیانگ از سال 2010 مشغول تولید و صادرات ماشین آلات مختلف کوچک و کوچک بوده است.
با حضور جهانی در بیش از 130 کشور، عملکرد عالی، دقت و قابلیت اطمینان بالا NeoDenماشین های PNPآنها را برای تحقیق و توسعه، نمونه سازی حرفه ای و تولید دسته ای کوچک تا متوسط عالی کنید.ما راه حل حرفه ای تجهیزات SMT یک توقف را ارائه می دهیم.
اضافه کنید: شماره 18، خیابان تیانزیهو، شهر تیانزیهو، شهرستان آنجی، شهر هوژو، استان ژجیانگ، چین
تلفن: 86-571-26266266
زمان ارسال: آوریل-24-2022