晶圆代工厂决战新制程
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浅谈晶圆代工厂制程节点和应用显示驱动芯片(DDIC)是显示面板制造中的一个关键部件。
通常,无晶圆厂IC设计公司(如联咏科技、奇景光电和LX Semicon)设计DDIC,在半导体晶圆代工厂中采用不同的制程节点(以微米[µm]或纳米[nm]为单位)制造IC芯片。
晶圆代工厂作为原始设备制造商(OEM)与IC公司合作,或为分包商制造关系。
之后,IC封装和测试公司完成DDIC的后道工序。
然后,DDIC被交付给显示面板厂商,将IC粘合在面板上,实现显示信号驱动功能。
DDIC通常以带载封装(TCP)形式包装和运输。
图1显示了LCD面板和DDIC之间的关系。
图1:LCD面板和DDICSource: ChipMos显示面板的分辨率通常以像素和子像素的形式出现。
例如,FHD面板意味着分辨率为1920×1080,而4K或超高清(UHD)面板意味着分辨率为3840×2160。
3840表示X轴,而2160表示Y轴。
3840×2160分辨率表示面板有3840×2160(8,294,400)个像素。
每个像素有三个子像素(红、绿、蓝)。
因此,面板总共有3840xRGBx2160(2490万)个子像素。
像素和子像素构成了分辨率。
DDIC的功能是驱动这些子像素的显示信号。
因此,分辨率和每颗DDIC的信道数(pin)决定了每片面板中DDIC的数量,而不一定由面板尺寸决定。
当涉及到DDIC规格时,面板的分辨率是最关键的因素。
在制造DDIC时,晶圆代工厂的制程节点是最关键的因素。
DDIC通过不同的粘合技术被粘合在面板边缘,如COG (chip-on-glass)和COF (chip-on-film)。
柔性OLED面板也采用COP (chip-on-plastic)方式,如图2所示。
图2:DDIC的COG、COF和COP粘合Source: Omdia由于分辨率是以X轴和Y轴形式出现的,所以有几种驱动IC:源极驱动芯片(Source driver IC):它驱动X轴上的信号,也被称为source端或column端。
中美科技实力对比:决战新一代信息技术,正是由于中兴在高端光通信芯片、路由器芯片等方面依赖博通等供应商,以至于一旦被美国制裁就将面临破产风险。
对外依赖只是中国在核心芯片领域相当薄弱的外在表现,其实质是在集成电路的各核心产业链环节缺少足够的、长期的资本投入、研发投入与积累。
2017年美国芯片巨头英特尔研发支出达到130亿美元、资本支出预计达到120亿美元,仅研发支出就已接近中国全部半导体企业全年的收入之和;高通、博通、英伟达等芯片设计厂商更是将20%左右的销售收入投入用于研发。
国内集成电路制造领军企业中芯国际2016年资本开支26.3亿美元、研发投入仅3.18亿美元,如此悬殊的投入对比下,中美半导体领域的产出差距可想而知。
1.2半导体设备与材料作为现代精密制造业的代表,一颗小小的微处理器上集成了数十亿个晶体管、需要经历数百步工艺过程,这决定了芯片领域的“短板效应”——任何一个零件或环节出错,都会导致无法达到量产的良率要求;任何一个步骤都需要经过漫长的研发、尝试与积累,绝非一朝一夕。
这个过程不仅需要拥有大量专业人才,更需要在关键设备与原材料领域供应率先实现突破。
2016年全球前十名半导体设备供应商中,除了荷兰的ASML、新加坡的ASMPacific,其余四家位于美国、四家位于日本,其中美国的应用材料公司(AMAT)排名第一、2016年销售额达100亿美元。
四家美国公司已经占到全球市场份额的50%,即使第二名荷兰光刻巨头ASML股东中也有着英特尔的身影。
而在此领域国内尚无企业上榜,2016年中国半导体设备销售仅57.33亿元,其中中电科电子装备集团排名第一,但销售金额也仅9.08亿,中国前十强占全球半导体设备市场份额仅2%。
长年占据全球半导体设备榜首的美国AMAT产品几乎横跨CVD、PVD、刻蚀、CMP等除了光刻机外的所有半导体设备,公司的30%员工为研发人员,拥有12000项专利,每年研发投入超过15亿美元,而国内半导体设备龙头北方华创研发支出不到1亿美元。
半导体生产模式
半导体生产模式主要包括以下几种:
1. 晶圆代工模式:这是半导体行业中最常见的生产模式之一。
在这种模式下,半导体制造商(通常被称为晶圆代工厂)接受其他公司的设计订单,根据客户提供的设计规格和要求,使用自己的生产线和设备来生产芯片。
晶圆代工厂专注于芯片的制造工艺,而客户则负责芯片的设计和销售。
2. IDM 模式:IDM 代表 "Integrated Device Manufacturer",即集成器件制造商。
在这种模式下,公司同时进行芯片的设计、制造和销售。
IDM 公司拥有自己的晶圆制造厂和封装测试设施,能够实现从芯片设计到成品的整个生产流程。
3. 无晶圆厂模式:也被称为 Fabless 模式,它是指一些半导体公司专注于芯片的设计,但不拥有自己的晶圆制造厂。
这些公司将设计好的芯片交给晶圆代工厂进行生产,然后再进行封装和测试。
无晶圆厂模式的公司通常专注于特定领域的芯片设计,通过与多家晶圆代工厂合作来实现生产。
4. 系统集成模式:在这种模式下,公司将半导体芯片与其他组件(如电路板、传感器等)集成在一起,形成一个完整的系统或产品。
这种模式通常涉及到系统设计、硬件和软件开发等多个方面。
5. 合作生产模式:有时候,半导体公司之间会进行合作生产。
这种模式可以是共同开发新技术、共享生产设施或合作进行特定项目的生产。
这些生产模式在半导体行业中各有优劣,不同的公司根据自身的资源、能力和战略选择适合的生产模式。
随着技术的发展和市场需求的变化,生产模式也在不断演变和创新。
晶圆代工厂工艺制作分类
晶圆代工厂工艺制作分类主要包括晶圆处理工序、晶圆针测工序和构装工序。
1. 晶圆处理工序: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),其处理程序通常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、金属溅镀等反复步骤,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。
3. 构装工序: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。
此外,根据厂商类型,晶圆加工又可分为IDM和Foundry模式。
IDM 属于重资产模式,为IC设计—IC制造—IC封测一体化垂直整合,主要企业为三星等。
而Foundry模式厂商相较IDM仅具备IC制造和封测能力,剥
离了设计业务。
晶圆专业代工厂商降低了IC产业的进入门槛,激发了上游
IC设计厂商的爆发,以及产品设计和应用的创新,继而加速了IC产品的开
发应用周期,拓展了下游IC产品应用。
以上信息仅供参考,如需了解更多信息,建议查阅相关书籍或咨询专业人士。
晶圆代工厂开发流程-回复晶圆代工厂是半导体行业中非常重要的一个环节,它负责生产各种尺寸和技术工艺的晶圆,以供给芯片设计公司进行产品制造。
这篇文章将以晶圆代工厂开发流程为主题,从前期准备、项目交付到量产过程的各个阶段,详细解析晶圆代工厂的开发过程。
一、前期准备阶段:在晶圆代工厂开发的初期,需要进行一系列的前期准备工作。
首先是确定代工工艺和产线,这包括选择适合的晶圆代工工艺以及调研和采购相应的设备。
这个阶段还需要确定代工厂的规模和产能,以及确定厂址和建设时间表。
其次是制定项目计划和预算。
这一阶段的工作包括确定项目的目标和范围,制定详细的时间计划和资源需求,评估项目的风险和可行性,并制定相应的预算。
在这个阶段还需要与设计公司和芯片制造商进行沟通和协商,明确双方的需求和期望。
最后是进行法律和合规事务的处理。
这包括与当地政府相关部门的沟通和协商,获取相应的开发许可证和环保许可证。
此外,还需要与其他合作伙伴,如供应商和承包商进行谈判和签订合同,确保项目的正常进行。
二、项目交付阶段:在前期准备阶段完成后,进入项目交付阶段。
这个阶段的工作包括以下几个步骤:1. 装修和设备安装:根据前期准备阶段的规划和设计,进行厂房的装修和设备的安装。
这包括调试设备,确保其正常运行,以及进行相应的培训和测试。
2. 材料和供应链管理:建立一个有效的材料和供应链管理系统,确保原材料的及时供应和库存的控制。
这涉及到与供货商的协商和合作,以及制定相应的采购计划和品质管理措施。
3. 测试和验证:在设备安装完成后,需要进行各种测试和验证工作,以确保工艺和产线的稳定性和可靠性。
这包括设备的性能验证,工艺的品质控制,以及制定相关的测试方案和指标。
4. 培训和人员招聘:进行相关的培训计划,并招聘和培养相应的人员。
这涉及到与培训机构和教育机构的合作,以及制定培训计划和考核机制。
5. 质量体系建立:制定和建立一套完善的质量管理体系,包括质量控制和质量保证的相关流程和制度。
mems晶圆生产工艺流程
(微机电系统)晶圆生产工艺流程主要包括以下几个步骤:
1. 硅晶圆准备:选择合适规格和类型的硅晶圆,进行表面擦洗,平整等前处理。
2. 板层薄膜堆叠:采用磊晶、化学气相沉积等工艺先后堆积表面绝缘膜、导电膜和衬底膜。
3. 光刻:利用掩模与光刻工艺在膜层上形成图案,包括掩模设计、外延、刻膜、冲洗等步骤。
4. 的蚀刻:利用光刻形成的图案为掩模,采用湿蚀刻或干蚀刻的方法对下层薄膜进行图案转印和刻蚀。
5. 件形成:采用的蚀刻、沉积或鳕割工艺在衬底上形成微型感应器、微调机电结构件等目标结构。
6. 封装测试:对制成的件进行封装和测试,选炼合格的产品。
7. 切割分离:将经过一系列工艺处理的晶圆按规格进行切割,将单个芯片和组件分离出来。
8. 包装:对分离好的芯片进行真空封装或封装成组件,完成产品生产流程。
晶圆代工发展历程一、技术发展晶圆代工的技术发展历程可以说是其成功的关键。
自晶圆代工诞生以来,技术进步一直是推动产业发展的核心动力。
晶圆代工的技术发展可以分为以下几个阶段:1.早期阶段:在这个阶段,晶圆代工的技术主要集中在制造小规模、低复杂度的集成电路。
工艺技术以薄膜制备、光刻和刻蚀为主,设备较为简单。
2.成熟阶段:随着技术的进步,晶圆代工开始能够制造大规模、高集成度的集成电路。
这期间,技术发展主要体现在工艺控制、良品率提升以及新型材料的开发等方面。
3.先进阶段:在这个阶段,晶圆代工的技术重点转向了纳米级工艺的研发,如14nm,7nm等。
此外,还涉及到高级封装技术、异质整合技术等多元化领域,以满足不断增长的性能需求。
二、产业转移随着技术的进步和市场的变化,晶圆代工的产业布局也经历了多次转移。
最初的晶圆代工主要集中在美国和欧洲,但随着技术的进步和市场的变化,产业开始向日本和韩国转移。
近年来,随着中国市场的崛起,晶圆代工产业又出现向中国大陆转移的趋势。
这种产业转移不仅推动了技术进步,也带动了地区经济的发展。
三、专业化分工晶圆代工的发展历程中,专业化分工的趋势日益明显。
在过去,集成电路的制造往往由整机制造商自己完成,但随着技术的复杂性和生产规模的扩大,整机制造商开始将制造环节外包给专业的晶圆代工厂。
这种专业化分工有助于提高生产效率和降低成本,同时也促进了晶圆代工产业的快速发展。
四、产能扩张随着技术的发展和市场需求的增长,晶圆代工厂的产能也在不断扩张。
早期的晶圆代工厂规模较小,但随着技术的进步和市场的扩大,晶圆代工厂的产能不断攀升。
此外,为了满足市场对高性能集成电路的需求,晶圆代工厂还不断投入资金进行设备升级和产能扩张。
这种产能扩张不仅提高了生产效率,也使得晶圆代工厂能够更好地应对市场变化和满足客户需求。
五、竞争格局晶圆代工产业的竞争格局在不断变化中。
早期的市场竞争主要集中在几个大型的晶圆代工厂,但随着技术的进步和市场的发展,越来越多的新进入者开始进入这个领域。
晶圆代工发展历程晶圆代工是指半导体企业将设计好的芯片制作工艺交由专业晶圆代工厂来生产。
晶圆代工能够节约企业的研发和生产成本,提高生产效率,同时也可以让企业更加专注于芯片设计和市场销售,因此在半导体产业中发挥着重要作用。
晶圆代工的发展历程是一个充满挑战和竞争的过程,以下将对其发展历程进行详细描述。
一、2000年前的晶圆代工起步阶段20世纪90年代后期至21世纪初,随着信息技术行业的迅速发展,全球半导体市场迎来了快速增长期。
半导体制造技术的进步加速了芯片制程的密度提升和成本降低,这使得晶圆代工这一商业模式在半导体产业中崭露头角。
当时,台积电、格罗方德等代工厂逐渐崭露头角,开始为世界各地的芯片设计公司提供制程服务。
二、2000年至2010年,晶圆代工迅速崛起随着全球半导体市场的持续扩张和技术的日新月异,晶圆代工行业迎来了快速发展的黄金十年。
全球范围内新兴的半导体企业增多,而这些企业往往缺乏自己的生产设备和制程技术,因此更加依赖于晶圆代工厂。
作为技术提供商的代工厂也在这一时期不断创新,推动了制程工艺的进步和生产效率的提高,满足了市场对各种芯片产品的需求。
三、2010年至今,晶圆代工迈入高端制程时代随着移动互联网、人工智能、物联网等新兴技术的迅猛发展,对芯片性能和功耗的要求也日益提高。
在这样的大背景下,晶圆代工更加注重技术创新和高端制程的提升。
全球范围内的晶圆代工巨头纷纷加大投资,引入先进的制程设备和技术,致力于为客户提供更加先进、高性能的芯片制程。
为了满足芯片市场多元化和个性化的需求,晶圆代工厂也加强与客户的合作,提供差异化的定制服务,满足客户不同领域、不同应用的需求。
在这一历程中,晶圆代工行业从最初的起步阶段,到快速崛起,再到进入高端制程时代,不断迎来新的发展机遇和挑战。
随着技术的不断革新和市场需求的提升,晶圆代工必将继续发挥着重要作用,推动着半导体产业的进步和发展。
晶圆厂工作计划范文一、前言晶圆厂是一个高度自动化的生产环境,专门用于生产半导体晶圆。
工作计划是晶圆厂顺利进行生产的关键。
本文将从晶圆厂的生产流程、设备使用计划、人力资源管理、物料采购等方面进行详细的工作计划。
二、生产流程晶圆厂的生产流程一般包括以下几个步骤:晶圆原料准备、晶圆切割、晶圆清洗、晶圆上涂、光刻、蚀刻、扩散/沉积、测试、封装等。
因此,我们需要制定一个合理的生产流程,以确保生产的顺利进行。
1.晶圆原料准备晶圆原料准备是生产的第一步,包括晶圆的采购、存储、检验等。
我们需要制定一个完善的采购计划,确保有足够的晶圆原料供应,而且要及时检验和入库,以确保原料的质量。
2.晶圆切割晶圆切割是将原料晶圆切割成较小尺寸的步骤。
我们需要制定一个切割计划,确定切割机器的使用时间和切割参数,以达到最佳的切割效果。
3.晶圆清洗晶圆清洗是将切割好的晶圆进行清洗,去除表面的杂质。
我们需要制定一个清洗计划,确定清洗机器的使用时间和清洗参数,以确保晶圆的纯净度。
4.晶圆上涂晶圆上涂是将清洗好的晶圆进行涂覆一层光阻胶。
我们需要制定一个上涂计划,确定上涂机器的使用时间和涂覆参数,以达到最佳的上涂效果。
5.光刻光刻是利用光刻胶和光学投影技术将图形投影到晶圆上,形成所需的图形结构。
我们需要制定一个光刻计划,确定光刻机器的使用时间和光刻参数,以确保图形的精确度。
6.蚀刻蚀刻是利用化学溶液将晶圆上未涂覆光刻胶的部分蚀刻掉,形成所需的结构。
我们需要制定一个蚀刻计划,确定蚀刻机器的使用时间和蚀刻参数,以确保蚀刻的精确度。
7.扩散/沉积扩散/沉积是在晶圆表面进行掺杂或沉积金属等操作,形成所需的电子元件。
我们需要制定一个扩散/沉积计划,确定扩散/沉积机器的使用时间和工艺参数,以确保元件的性能。
8.测试测试是对晶圆上的电子元件进行质量的检测。
我们需要制定一个测试计划,确定测试仪器的使用时间和测试参数,以确保元件的质量。
9.封装封装是对测试合格的元件进行封装,形成完整的电子器件。
晶圆加工工艺流程1、表面清洗晶圆表面附着一层大约2um的Al2O3和甘油混合液保护之,在制作前必须进行化学刻蚀和表面清洗。
2、初次氧化有热氧化法生成SiO2 缓冲层,用来减小后续中Si3N4对晶圆的应力氧化技术:干法氧化Si(固)+O2 à SiO2(固)和湿法氧化Si(固)+2H2O à SiO2(固)+2H2。
干法氧化通常用来形成,栅极二氧化硅膜,要求薄,界面能级和固定电荷密度低的薄膜。
干法氧化成膜速度慢于湿法。
湿法氧化通常用来形成作为器件隔离用的比较厚的二氧化硅膜。
当SiO2膜较薄时,膜厚与时间成正比。
SiO2膜变厚时,膜厚与时间的平方根成正比。
因而,要形成较厚SiO2膜,需要较长的氧化时间。
SiO2膜形成的速度取决于经扩散穿过SiO2膜到达硅表面的O2及OH基等氧化剂的数量的多少。
湿法氧化时,因在于OH基SiO2膜中的扩散系数比O2的大。
氧化反应,Si 表面向深层移动,距离为SiO2膜厚的0.44倍。
因此,不同厚度的SiO2膜,去除后的Si表面的深度也不同。
SiO2膜为透明,通过光干涉来估计膜的厚度。
这种干涉色的周期约为200nm,如果预告知道是几次干涉,就能正确估计。
对其他的透明薄膜,如知道其折射率,也可用公式计算出(dSiO2)/(dox)=(nox)/(nSiO2)。
SiO2膜很薄时,看不到干涉色,但可利用Si的疏水性和SiO2的亲水性来判断SiO2膜是否存在。
也可用干涉膜计或椭圆仪等测出。
SiO2和Si界面能级密度和固定电荷密度可由MOS二极管的电容特性求得。
(100)面的Si的界面能级密度最低,约为10E+10-- 10E+11/cm ?2.eV-1 数量级。
(100)面时,氧化膜中固定电荷较多,固定电荷密度的大小成为左右阈值的主要因素。
3、热CVD(HotCVD)/(thermalCVD)此方法生产性高,梯状敷层性佳(不管多凹凸不平,深孔中的表面亦产生反应,及气体可到达表面而附着薄膜)等,故用途极广。
晶圆代工厂开发流程晶圆代工厂开发流程可分为以下几个主要阶段:市场调研与规划、土地与资源准备、建设筹备与设计、设备采购与安装、生产测试与调试、试产与批量生产、交付与客户服务。
一、市场调研与规划在开发之前,晶圆代工厂需要进行市场调研与规划,确定代工市场的需求和发展趋势。
通过市场调研,了解行业竞争对手、市场份额、市场规模等信息,为后续的开发工作提供参考。
二、土地与资源准备晶圆代工厂需要寻找合适的土地资源,以便建立生产设施和办公区。
这些土地资源需要满足一系列的要求,如地理位置、基础设施、交通便利等。
同时,还需要保证供应水、电、燃气等基础资源的可靠性。
三、建设筹备与设计建设筹备阶段主要包括建设方案制定、设计规划、资金筹措、相关准备工作等。
建设方案制定需要考虑生产线布局、工厂大小、设备配备、人员配置等因素。
设计规划则涉及到建筑结构、设备布局、环境规划等方面。
四、设备采购与安装设备采购与安装是晶圆代工厂开发工作的重要环节。
根据建设方案和设计规划,确定需要采购的设备种类和数量。
设备采购还需要考虑设备供应商的信誉度、设备性能等因素。
设备安装则是将采购的设备安装到相应的位置,并确保设备能够正常运行。
五、生产测试与调试在设备安装完成后,晶圆代工厂需要进行生产测试和设备调试。
生产测试包括对设备的性能和稳定性进行测试,确保设备能够正常工作,并符合代工工艺的要求。
设备调试则涉及到设备的调整和优化,使其能够达到最佳的工作状态。
六、试产与批量生产在生产测试和设备调试完成后,晶圆代工厂可以进行试产工作。
试产是为了验证代工工艺和生产流程的稳定性和可行性,以确保产品质量和生产效率。
试产阶段需要对生产线进行调整和改进,以满足客户的需求。
试产阶段完成后,晶圆代工厂正式进入批量生产阶段。
批量生产阶段需要保持生产的稳定性和高效性,实现产品的规模化生产。
同时,还需要建立质量控制体系,确保产品质量的稳定和可靠。
七、交付与客户服务晶圆代工厂的最后一个环节是产品交付和客户服务。
晶圆生产流程及关键工艺参数1. 晶圆生产流程概述晶圆生产是半导体工业中的重要环节,主要包括晶圆切割、清洗、掩膜光刻、离子注入、扩散、腐蚀、金属化等多个工序。
下面将详细介绍每个工序的步骤和关键工艺参数。
2. 晶圆生产流程详解2.1 晶圆切割晶圆切割是将硅单晶棒切割成具有一定厚度的硅片,主要步骤包括:2.1.1 硅单晶棒修整将硅单晶棒进行修整,使其表面光滑且直径均匀。
2.1.2 硅单晶棒预定位对硅单晶棒进行预定位,确定切割位置。
2.1.3 硅单晶棒切割使用金刚石线锯将硅单晶棒切割成硅片。
2.1.4 硅片清洗将切割好的硅片进行清洗,去除杂质和污染物。
2.2 清洗清洗是将硅片表面的杂质和污染物去除,主要步骤包括:2.2.1 预清洗将硅片浸泡在预清洗液中,去除大部分粉尘和有机污染物。
2.2.2 主清洗使用酸性或碱性清洗液对硅片进行主要清洗,去除残留的有机污染物和金属离子。
2.2.3 漂洗用纯水对硅片进行漂洗,去除清洗液残留。
2.2.4 干燥将硅片在干燥器中进行干燥,去除水分。
2.3 掩膜光刻掩膜光刻是通过光刻胶和掩膜模板将芯片图形转移到硅片上,主要步骤包括:2.3.1 光刻胶涂覆将光刻胶均匀涂覆在硅片上。
2.3.2 掩膜对位将掩膜模板对准硅片,并通过对位器进行精确定位。
2.3.3 曝光使用紫外光将掩膜模板上的芯片图形转移到硅片上。
2.3.4 显影使用显影液去除未曝光的光刻胶,形成芯片图形。
2.4 离子注入离子注入是将特定元素注入硅片表面,改变硅片的导电性能,主要步骤包括:2.4.1 离子源准备准备离子源和加速器设备,确定注入元素和能量。
2.4.2 离子束对准将离子束对准硅片表面,并通过对位器进行精确定位。
2.4.3 注入通过加速器加速离子束,使其注入硅片表面,并控制注入剂量和深度。
2.5 扩散扩散是将特定元素在硅片中进行扩散,形成PN结构,主要步骤包括:2.5.1 清洗将注入后的硅片进行清洗,去除污染物。
晶圆厂半导体工艺流程晶圆厂半导体工艺流程是指将硅原料转化为半导体芯片的全过程。
下面将详细介绍晶圆厂半导体工艺流程的各个步骤。
1. 硅原料准备:首先,从石英矿或高纯硅多晶块中提取纯度高达99.9999%的硅原料。
随后,经过化学物质的刻蚀和纯化处理,将硅原料净化至高纯度。
2. 单晶生长:将净化后的硅原料放入高温炉中,通过物理或化学热解、凝固的方式,使硅原料逐渐凝聚成单晶棒。
单晶棒的直径通常为200-300毫米,长度长达2米以上。
3. 切割晶圆:将生长好的单晶棒锯割成薄片,即晶圆。
晶圆的厚度通常为0.7-1.2毫米,直径为200-300毫米。
4. 清洗晶圆:将切割好的晶圆进行多次的化学或物理清洗,去除表面的杂质和尘埃。
5. 衬底制备:在清洗好的晶圆上涂覆一层薄膜,这个薄膜通常是氮化硅或氧化硅。
该薄膜用于保护晶片表面,并在后续工艺中发挥特定的功能。
6. 晶圆光刻:将涂覆薄膜的晶圆放入光刻机内,通过光刻胶的照射和前处理,完成对晶圆表面图形的转移。
7. 蚀刻:使用蚀刻机对晶圆表面进行化学或物理蚀刻,去除光刻胶未覆盖的部分材料,以形成所需的图形结构。
8. 沉积:将晶圆放入化学气相沉积装置,将特定的材料以气态形式保持在晶圆表面,在高温高压条件下进行沉积,以形成所需的薄膜或导电层。
9. 工艺修整:对于某些工艺步骤中形成的图形结构,可能需要进行一些后续加工,如去渣、去毛刺或形状修整。
10. 清洗和检测:在每个工艺步骤后,都需要对晶圆进行清洗和检测,以确保所形成的结构和层满足质量要求。
11. 封装和测试:将完成工艺流程的晶圆进行切割和分离,将芯片封装至封装器件中,并进行电性能测试、功能测试和可靠性测试。
12. 成品封装:将测试合格的芯片封装在塑料或陶瓷封装器件中,并对芯片进行最终性能测试和可靠性测试。
最终,经过上述的工艺流程,晶圆厂可以将硅原料转化为半导体芯片,用于生产各种各样的电子产品,如手机、电脑、电视等。
晶圆厂半导体工艺流程的具体步骤可以根据不同的芯片功能和规格进行调整和优化。
晶圆的生产工艺流程:从大的方面来讲,晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤,它又可细分为以下几道主要工序(其中晶棒制造只包括下面的第一道工序,其余的全部属晶片制造,所以有时又统称它们为晶柱切片后处理工序):晶棒成长 -- 晶棒裁切与检测 -- 外径研磨 -- 切片 -- 圆边-- 表层研磨 -- 蚀刻 -- 去疵 -- 抛光 -- 清洗 -- 检验 -- 包装 1、晶棒成长工序:它又可细分为:1)、融化(Melt Down):将块状的高纯度复晶硅置于石英坩锅内,加热到其熔点1420°C以上,使其完全融化。
2)、颈部成长(Neck Growth):待硅融浆的温度稳定之后,将〈1.0.0〉方向的晶种慢慢插入其中,接着将晶种慢慢往上提升,使其直径缩小到一定尺寸(一般约6mm左右),维持此直径并拉长100-200mm,以消除晶种内的晶粒排列取向差异。
3)、晶冠成长(Crown Growth):颈部成长完成后,慢慢降低提升速度和温度,使颈部直径逐渐加大到所需尺寸(如5、6、8、12吋等)。
4)、晶体成长(Body Growth):不断调整提升速度和融炼温度,维持固定的晶棒直径,只到晶棒长度达到预定值。
5)、尾部成长(Tail Growth):当晶棒长度达到预定值后再逐渐加快提升速度并提高融炼温度,使晶棒直径逐渐变小,以避免因热应力造成排差和滑移等现象产生,最终使晶棒与液面完全分离。
到此即得到一根完整的晶棒。
2、晶棒裁切与检测(Cutting & Inspection):将长成的晶棒去掉直径偏小的头、尾部分,并对尺寸进行检测,以决定下步加工的工艺参数。
3、外径研磨(Surface Grinding & Shaping):由于在晶棒成长过程中,其外径尺寸和圆度均有一定偏差,其外园柱面也凹凸不平,所以必须对外径进行修整、研磨,使其尺寸、形状误差均小于允许偏差。
4、切片(Wire Saw Slicing):由于硅的硬度非常大,所以在本工序里,采用环状、其内径边缘镶嵌有钻石颗粒的薄片锯片将晶棒切割成一片片薄片。
新建芯片工厂英特尔布局未来不少人固有的印象中,“代工厂”一直以来都是依靠规模效应、赚手续费、低技术门槛的存在,可如今,科技圈巨头英特尔却宣布进军芯片代工服务领域,着实让整个科技圈为之一震。
在全球“缺芯”问题愈演愈烈的今天,英特尔对自己乃至整个半导体芯片行业未来会有怎样的影响呢?从缺芯谈起全球半导体“缺芯”问题愈演愈烈,这场由汽车行业开始的风暴一步步传导至手机、电脑等领域,越来越多汽车品牌不得不宣布通过停产环节芯片短缺问题时,手机厂商也纷纷发出移动芯片短缺警告,作为整个消费电子产品领域的上游,高通、英伟达等上游芯片厂商同样表示由于晶圆供给持续吃紧,芯片供应会出现紧张局面。
而经过上百年时间的发展,如今半导体已经成为一个极其复杂的系统行业,它通过全球数十个国家密切的合作,用2000多道复杂的工艺工序,将沙子变成了高端精密的芯片。
整个半导体产业链就像多米诺骨牌一样,推到了其中的任何一环,都必将导致整条产业链的崩塌。
本次全球缺芯问题,从8英寸晶圆产能持续吃紧开始,叠加全球疫情、德州大面积停电、日本福岛地震等众多突发事件,让人们看到了整个半导体产业链的羸弱和危机。
相对于其他芯片企业产业链分工合作模式,拥有架构、硅技术、产品设计、软件、封装/组装/测试、制造的全部领域技术及产业的英特尔,在“缺芯”危机面前表现出更强的抗风险能力,而且在自身芯片“自给自足”的同时,将来目光放到了代工业务领域。
英特尔决定干代工活儿近日,英特尔首席执行官帕特·基辛格在网络直播中宣布,计划斥资200亿美元在美国新建两座晶圆厂,进而大幅提高先进芯片制造能力。
同时,英特尔表示,将向外部客户开放晶圆代工业务。
帕特·基辛格宣布,英特尔将成为代工产能的主要提供商,开启“IDM 2.0”模式。
为了实现这一愿景,英特尔正在建立一个新的独立业务部门,由半导体行业资深人士Randhir Thakur博士领导,他们将直接向帕特·基辛格汇报。
晨星转进28纳米制程
智能型电视成为当前全球趋势,为满足更复杂的设计,同时降低成本,市场传出,全球电视芯片龙头F-晨星(3697)已率先转进28 纳米制程,瑞昱亦计划跟进,都将成为晶圆龙头台积电的28 纳米客户。
目前手机芯片早已以28 纳米为主流,但过去电视芯片均以40 纳米制程为主,随着电视市场转往智能型电视,芯片的设计复杂度变高,加上每年都要降价的成本控制要求,使得电视芯片厂也开始转进更先进的制程。
市场传出,预定8 月与联发科合并、并掌握两家电视芯片资源的晨星,已率先将新产品投入使用28 纳米制程,采用新制程的新产品下半年就会上市。
晨星昨(15)日股价上涨3.5 元,收在262.5 元价位。
而晨星加快导入先进制程的作法,亦为同业带来压力,市场传出,今年在电视芯片市场进展丰硕的瑞昱,也计划跟进晨星脚步,预定有四颗新产品会采用28 纳米制程。
瑞昱昨天股价下跌1.1 元,收在85.7 元价位。
以两家电视芯片厂的晶圆代工伙伴来看,晨星的晶圆代工厂一向以台积电和格罗方德(GF)为主,其中,先进制程多下单台积电,成熟型制程以格罗方德为主。
而瑞昱的芯片则由台积电和联电代工,过去虽然主力产品Wi-Fi 委由台积电代工,联电主要以电视芯片为主,惟法人认为,在转进28 纳米制程后,
在28 纳米具领先地位的台积电应该会是首选。
台积电昨天股价下跌0.5 元,收在115 元价位。
市场预期,在两家电视芯片厂抢先进入28 纳米制程的趋势下,代表台
积电又多了28 纳米新客户。
KLA—Tencor专注的制程管控行业趋势。
现在半导体有两个增长点:1.新的应用,诸如物联网、5G、人工智能与自动驾驶等;2.中国半导体产业的崛起。
半导体业的营收市场半导体业2017年取得了惊人的成长,2017年增长了20%。
预计2018年还会呈现继续增长的势头。
所以整个半导体行业的发展是非常光明的。
图1左图是半导体厂采购设备技术趋势和挑战今天半导体制程上的挑战,一个是制程的缩小,一个是深紫外光的引进。
有两条路径。
第一条路径是逻辑芯片的制程代工演进方面,图2左侧最大的方块表示的是1 μm x 1μm,现在最新的是7~10 nm的产品是右侧的方块,可见面积缩小得非常多,在逻辑代工线宽方面。
另外一个是光刻机的演进。
从G-line到I-line,业界在193 nm停了很久,从干式到浸润式,实际上到最制程管控的挑战制程管控非常简单客户生产半导体晶圆的时候部分都可以帮到客户程照着设计来走的问题,将来都会造成良率的损失。
制程控制为什么困难在最新的制程有约一千个生产步骤,有超过十亿个的晶体管一英里长的电线票大小的芯片个制程都要完美图1 晶圆设备和制程管控的支出2017年达到了历史新高 2018.5个问题。
制程管控可以分成两大部分,检测和量测。
检测就是把在制程上发生的任何缺陷找出来,量测是确定所有的步骤可以符合设计的标准。
等于对照用针头到病毒到DNA,现在最先进的10 nm的半导体的制程已经到DNA级别了!正因为半导体制程对精密度和正确性的要求,如果客户只是在最开始和最后检测这个产品,就像以前传统的QC(qaulity control,质量控制)概念,如果中间出了任何问题,最后半导体制程绝对做不出来的策略是不一样的,检测和量测需要的是不一样的。
例如在研发的时候,几乎一千步中的三五百步都需要做检测、量测;到了大量生产的时候,知道问题出在哪里,把问题都在研发和ramp阶段解决掉以后,到量产时就可以稍微调整制程控制的策略。
晶圆工厂布局设计方案晶圆工厂布局设计方案如下:1. 设备布局方案:- 在厂房内部将设备按照工艺流程进行分区布置,确保流程的顺序性和高效性。
- 通过设备之间的合理距离和通道设计,减少设备之间的交叉干扰和物料流动的混乱。
- 根据设备的尺寸和重要性,合理安排设备的摆放位置,确保操作人员方便维修和保养。
2. 物料流动方案:- 设立主要物料流动通道,确保物料能够快速、稳定地从一个工序流向另一个工序。
- 制定物料流动的规范和标准操作程序,提高物料流动的准确性和效率。
- 设立物料存放区域,保证物料的安全和整齐,方便操作人员取用。
3. 人员工作区域设计方案:- 根据工艺流程和工作人员的任务分配,合理划分不同的工作区域。
- 设立干净的操作区域和脏器操作区域,避免交叉污染。
- 提供舒适的工作环境,包括合适的温度、通风和光照条件,保障操作人员的健康和安全。
4. 设施设备方案:- 配备高效、可靠的设备和设施,确保生产线的连续性和稳定性。
- 安装先进的自动化设备和机器人,提高生产效率和产品质量。
- 设立实验室和质量控制区域,进行产品检测和质量管理。
5. 安全与环保方案:- 制定安全规章制度,加强对操作人员的安全培训和教育。
- 设立消防器材和应急设施,确保工厂的安全和应急处理能力。
- 配备环保设备和系统,对废气、废水等进行处理和排放控制。
6. 空间规划方案:- 合理规划空间,使得各个区域的功能与工艺流程相符合。
- 考虑未来的扩张需求,预留足够的空间供设备和人员增加。
以上是晶圆工厂布局设计方案的要点,通过合理的空间规划、设备布局和流程设计,可以提高生产效率和产品质量,同时保证安全和环保要求的满足。
晶圆代工厂决战新制程
晶圆代工厂决战新制程
日本强震虽震出半导体供应链疑虑,但包括台积电、联电、全球晶圆(Globalfoundries)及三星等晶圆代工厂均不畏局势逆转,重申不下修今年资本支出,要在先进的28纳米制程做激烈决战。
市调机构Gartner统计,今年全球晶圆代工厂总资本支出,将达到187亿美元,其中台积电资本支出就高达78亿美元,占总资本支出近42%,仍是晶圆代工厂中投资手笔最大。
全球晶圆为追赶台积电,今年资本支出也高达四、五十亿美元,投资手笔也相当大;联电今年资本支出也上调到18亿美元;连南韩三星也加速抢夺全球晶圆代工大饼的行列。
Gartner表示,今年各家资本支出大多投注在先进制程40纳米和28纳米制程,尤其台积电已宣布28纳米先进制程要提早在今年第三季投片,预定第四季产出,更让其它竞争者加速脚步。
Gartner科技与服务供货商研究总监王端分析,由于28纳米导入先进的高介电常数/金属闸极(HKMG)材料的先进制程技术,更能解决微处理器、绘图芯片、基频、射频、影像感测等高阶芯片的漏电问题,且达到体积更小、容量更大的要求,预料将吸引更多的芯片大厂投片兴趣。
王端强调,目前包括全球晶圆、三星等晶圆代工厂似乎已不让台积电在28纳米制程代工服务专美于前,坚持要在今年底完成28纳米制程量产;联电也宣布28纳米制程预定明年量产。
王端分析,28纳米制程将是全球晶圆代工版块的关键分野;由于依摩尔定律,28纳米后的下世代20或14纳米,将遭遇很大的困难,全球晶圆和三星可能在28纳米制程赶上台积电,未来晶圆代工的竞争将愈趋激烈。