半导体元器件是怎样制造出来的?生产工艺流程讲解

电子元件是电子元件、小型电气设备和设备的组成部分，通常由多个部件组成，可用于类似产品；通常是指电容器、晶体管、导线、发条等电气、无线电、仪器等行业的一些部件，电阻、电容器、电位器、电子管、散热器、机电元件、连接器、半导体分立器件、电声器件、激光器件、电子显示器件、光电器件等。下面我们就给大家讲解一下半导体元件的制造步骤。
除了众所周知的“设计”，半导体元件的制造→制造→封装→除了四个阶段之外，中间的整体阶段实际上非常复杂，可以分为前端制造和后期制造。制造半导体元件首先要有最基本的材料——硅晶圆。通过在硅晶圆上制造电路和电子元件(如电晶体、电容体、逻辑闸门等。)，是上述制造业所需技术最复杂、资金投入最多的过程。由于芯片是一种高精度的商品，因此对制造环境的要求很高，所需的制造环境是一个温度、湿度和烟尘都应控制的无尘室。
此外，芯片需要数百个解决方案，加工平台先进昂贵，通常数千万，虽然详细的加工过程与产品品种相关，但其基本处理过程一般是晶圆经过适度清洗，然后进行氧化和沈积，最后进行微影、蚀刻和离子嵌入，完成晶圆上电源的加工和生产。

主要生产工艺如下：
一、硅晶圆材料
晶圆是硅半导体IC中常用的硅晶片，形状像圆形，因此被称为晶圆。材料是硅，芯片制造商使用的硅晶片是硅晶体，因为整个硅晶片是一个单一和完整的晶体，所以也被称为单晶体。但在整体固体晶体中，许多小晶体的方向是不同的，它们是复合晶体（或多晶体）。单晶体或多晶体的生成与晶体生长的温度、速度和杂质有关。
二、光学显影
光学显影应通过光阻上的曝光和显影程序，将光盖上的图形转换为光阻下的薄膜层或硅晶体。光学显影主要包括光阻涂层、烘烤、光罩对准、曝光和显影程序。超小成像分辨率在IC制造的发展中发挥着最重要的作用。由于光学的必要性，本段制造的照明选择黄色可见光。因此，这个区域通常被称为黄光区域。
三、蚀刻技术
蚀刻技术（EtchingTechnology）它是一种去除材料应用化学变化物理碰撞效果的技术。可分为：湿蚀刻（wetetching）：化学溶液用于湿蚀刻，化学变化后达到蚀刻效果；干蚀刻（dryetching）：干蚀刻是一种电浆蚀刻（plasmaetching）。电浆蚀刻中的蚀刻作用可能是电浆中离子与芯片表面碰撞形成的物理作用，也可能是电浆中的活力自由基（Radical）芯片表面原子之间的化学变化甚至可能是上述两者的复合作用。等离子体刻蚀技术现在主要应用。
四、CVD化学气相沉积
化学气相沉积（CVD）它是指化学气体或蒸汽在基质表面反应生成涂层或纳米材料的方法。它是半导体工业中应用最广泛的技术，包括大型绝缘材料、大多数金属材料和金属合金产品。从理论上讲，它很简单：将两种或两种以上的气体原料引入反射室，然后相互发生化学反应，产生一种新材料，堆积在芯片表面。
五、物理气相沉积（PVD）
这主要是一种物理制造，而不是化学制造。该技术一般采用氩等钝气。在高真空中加速氩离子与飞溅的目标材料碰撞后，目标材料原子可以一个接一个地飞溅，飞溅的材料（通常是铝、钛或其合金）像雪一样附着在晶圆表面。
六、离子嵌入（IonImplant）
为了获得准确的电子特性，离子嵌入技术可以在半导体组件的特定区域嵌入掺质。为了通过(嵌入)薄膜到达设定的嵌入深度，这些离子必须首先加速到足够的动能和速率。离子嵌入制造可以精确操作嵌入区域的掺入浓度。大多数混合浓度（剂量）由离子束电流（离子束中的总离子数）和扫描率（晶圆根据离子束的频率）调整，而离子嵌入的深度由离子束动能的大小决定。
七、化学机械研磨
在晶圆制造中，随着工艺技术的升级，导线和栅极尺寸的缩小，光刻（Lithography）晶圆表面的平整水平技术（Non－uniformity）IBM公司于1985年开发了CMOS产品引进，并于1990年成功应用于64MBDRAM生产。1995年以后，CMP技术发展迅速，广泛应用于半导体行业。化学机械研磨又称化学机械抛光，其原理是化学腐蚀效果与机械去除效果相结合的加工工艺，是机械加工中唯一能完成表面整体平整化的技术。
八、光罩检查
光罩是一种高精度的石英平板电脑，用于在晶圆上制作电子线路图像，便于集成电路制作。光罩必须适当地显示完整的电路图像，否则不完整的图像将被复制到晶圆上。光罩检测机是集成图像扫描技术和先进的图像处理技术，以捕捉图像的缺失。
九、清洗技术
清洁技术在芯片制造中非常重要。清洁的目的是去除金属杂质、有机污染、浮尘和天然氧化物；减少外观粗糙度；因此，几乎所有的工艺都应该在前后进行清洁。重量约为所有工艺的30个％。
十、芯片切割
芯片切割的目的是完成之前制造和加工的晶圆上的晶体（die）切割分离。以0为例．2μM制造技术生产，每片8寸晶圆可制作近600颗64M以上。要进行芯片切割，首先需要进行晶圆粘片，然后送到芯片切割机进行切割。切割后，晶体秩序井然地排列在胶带上，框架的支撑避免了胶带的皱纹和晶体之间的碰撞。
十一、焊线 IC组装制造（Packaging）使用塑料或陶瓷包装晶体和布线形成集成电路（IntegratedCircuit；简称IC)，这种制造的目的是为了防止电路被反射性划伤或高温破坏而创建电源的保护层。最终，整个集成电路的周围将被拖出三脚架（Pin），它被称为打线，用于连接外部线路板。
十二、封胶 密封胶的主要目的是避免水分从外部侵入，机械地适用于导线，清除内部产生的热量，并提供一个手持体。其过程是将导线架放置在架构上并预热，然后将架构放置在模具压缩机上的组装模具上，然后用树脂填充并硬化。
十三、裁切／成型
切割的目的是将线架上组装好的晶体分开，并将无用的连接材料与部分凸起的树脂去除。（dejunk）。成型的目的是将外引脚磨成各种预先设计的形状，以便于设备在电路版本中使用。切割和成型主要由冲压机和多套不同制造的模具组成，加上进料和排放组织。
14、评估和测试
这些评估和测试是为了确保芯片的包装质量，并进行芯片结构和功能确认。

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