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半导体行业知识笔记

半导体行业知识笔记

这篇文章作为整理半导体模块知识记录。

芯片制作流程，技术背景

芯片制作完整过程大致包括：芯片设计、晶片制作、封装制作、成本测试等几个大环节

1. 单晶硅，多晶硅
   多晶硅，是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。
   单晶硅锭
   单晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在凝固时硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则这些晶粒平行结合起来便结晶成单晶硅
   晶体修整和研磨

多晶硅，晶体生长，单晶硅，切片,边缘倒圆,研磨,蚀刻（化学抛光）,抛光,清洁,检查,包装/运输

芯片制造->需要硅砂 SiO2，可以通过采石获得硅砂。

为了获得硅，可通过将氧与碳混合并在电弧炉中将其加热到2,000摄氏度以上的温度来除去氧。->碳与氧发生反应，变成二氧化碳，并在炉膛底部留有纯硅炉子。然后用氧气对硅进行处理，以去除杂质，例如钙或铝，从而得到所谓的冶金级硅。纯度高达99％。
将冶金级硅进一步精炼，将其研磨成细粉，加入氯化氢，然后在流化床反应器中于300摄氏度下加热。这将产生一种称为三氯硅烷的液态硅化合物，并且还会产生氯化硅。不需要的元素，例如铁，铝，硼和磷。通过分馏将它们除去，并将三氯硅烷在1,000摄氏度的氢气中蒸发。电加热的超纯硅棒收集硅，其结果是电子级硅。其纯度：99.999999％。

硅棒 -> 切割
现在将为超光滑的晶圆提供一个氧化层，该氧化层用于创建所需的电路特征。选择性地对特定区域执行此操作，并且可能涉及使用离子束，热气体和/或化学物质。
刻蚀
这种化学品曾经被称为“光致抗蚀剂”，它与用于制造胶卷的化学品大致相似。不幸的是，这不能很好地应对热气处理，因此需要对晶圆进行掩膜处理。这是通过施加图案化的氧化层来完成的，该层可以确保气体不会到达芯片设计人员想要保留的光致抗蚀剂位。

此过程最多可以包含六个步骤：

1）晶片在熔炉中加热到高温，当硅与氧反应时产生二氧化硅层

2）施加一层光刻胶，在真空中旋转晶圆，以确保覆盖均匀，然后烘烤干燥

3）通过晶片上的每个芯片或芯片簇一次，使晶片通过照相掩模或胶卷暴露于紫外光下。使用称为“步进器”的机器在每次曝光之间移动晶片

4）施加碱性溶液，溶解暴露在紫外线下的光刻胶部分。这些部分被冲走了

5）氢氟酸用于溶解已洗掉光致抗蚀剂的氧化层部分

6）施加溶剂以去除残留的光致抗蚀剂，从而留下所需电路特征形状的图案化氧化层

2. IC： 集成电路（integrated circuit）；

3. EDA工具是电子设计自动化（Electronic Design Automation）的简称，是从计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试（CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发展而来的。 利用EDA工具，工程师将芯片的电路设计、性能分析、设计出IC版图的整个过程交由计算机自动处理完成.

   EDA 软件芯片产业链最上游产业，芯片设计、制造、封测等环节都需要EDA支持。