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芯片制造和流片有什么区别

芯片制造和流片有什么区别

区别是芯片制造是商业量产,流片是试生产。

芯片制造指的是芯片进入正常商业量产阶段,是芯片制造的最后流程。流片是指像流水线一样通过一系列工艺步骤制造芯片,该词在集成电路设计领域,“流片”指的是“试生产”。就是说设计完电路以后,先生产几片几十片,供测试用。如果测试通过,就照着这个样子开始大规模生产了。两者是芯片制造的不同阶段。

芯片制造是将芯片从图纸变成实物的关键一步,但在芯片量产之前还有个重要步骤就是流片,也就是人们常说的试生产。

流片之于芯片开发者,相当于考试之于学生,学生“闻考变色”,芯片开发者“闻流片变色”。究其原因在于,流片失败的代价太过严重,一次流片失败往往意味着几百万甚至上千万的损失以及至少半年市场机遇的错失。不少初创型芯片企业就因流片失败而消失在茫茫芯片产业长河里。而造成流片失败的原因也是千奇百怪,可能只是VDD和GND装反了,也可能是wet clean配错了液,总之任何一个小疏忽都可能导致流片失败。

言归正传,那芯片制造到底又有多少步骤,为啥能让企业“闻流片变色”据了解,一条芯片生产线大约涉及2000-5000道工序,笔者可能无法面面俱到得全部介绍,因此只能介绍一些关键步骤。

从大方面来讲,晶圆生产包括晶棒制造和晶片制造两大步骤,再加上晶圆针测工序,统称为晶圆制造前道工艺。

1、提纯:沙子/石英经过脱氧提纯以后的得到含硅量25%的二氧化硅,再经由电弧炉提炼,盐酸氯化,并蒸馏后,得到纯度高达99%以上的晶体硅。

2、晶棒制造:晶体硅经过高温熔化,采用旋转拉伸的方法,经过颈部成长、晶冠成长、晶体成长、尾部成长,得到一根完整的晶棒。

3、切片:将晶棒横向,采用环状、其内径边缘镶嵌有钻石颗粒的薄片锯片切成厚度基本一致的晶圆片。

4、打磨抛光:对晶圆外观进行打磨抛光,去掉切割时在晶圆表面产生的锯痕和破损,使晶片表面达到所要求的光洁度。

5、氧化:其表面进行氧化及化学气相沉积,一是可做后期工艺的辅助层,二是协助隔离电学器件,防止短路。

6、光刻和刻蚀:在氧化后的晶圆表面旋涂一层光刻胶,随后对其进行曝光,再通过显影把电路图显现出来。再用化学反应或用等离子体轰击晶圆表面,实现电路图形的转移。

7、离子注入、退火:把杂质离子轰入半导体晶格,再将离子注入后的半导体放在一定温度下加热,从而激活半导体材料的不同电学性能。

8、气相沉积、电镀:气相沉积用于形成各种金属层以及绝缘层,电镀专用于生长铜连线金属层。

9、化学机械研磨:用化学腐蚀和机械研磨相结合的方式进行磨抛。

10、最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。

11、晶圆针测工序:用针测仪对每个晶粒检测其电气特性,舍弃不合格晶粒。

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