半导体工艺流程可分为 前段工艺 (设计到晶圆制造)和 后段工艺 (封装与测试)两大类,以下是主要步骤的图文详解:
一、前段工艺(晶圆制造)
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材料准备
- 以高纯度单晶硅为基础材料,通过化学提纯和高温熔融法制取多晶硅,再经西门子制程进一步提纯。
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晶圆切割与抛光
- 将单晶硅柱切割成薄片形成晶圆,随后进行表面抛光以获得平整基底。
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氧化与薄膜沉积
- 在晶圆表面生长二氧化硅(SiO₂)薄膜作为绝缘层,再通过物理蒸汽沉积(PVD)或化学气相沉积(CVD)方法沉积金属或绝缘材料。
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光刻工艺
- 使用光掩模和激光曝光技术,在晶圆表面形成精确的电路图案,通过显影步骤保留曝光区域。
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刻蚀与掺杂
- 刻蚀工艺去除不需要的硅材料(湿法/干法),并通过离子注入法掺杂磷、硼等元素形成P区(N区),形成晶体管核心结构。
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化学机械平坦化(CMP)
- 通过化学腐蚀与机械研磨结合,使晶圆表面达到原子级平整度。
二、后段工艺(封装与测试)
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晶圆划片与封装
- 将制造好的晶圆切割成单个芯片,通过引线键合或贴片工艺连接至封装基板。
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封装测试
- 对封装后的芯片进行功能测试(如时序测试、电压测试),确保性能符合设计要求。
三、关键工艺技术
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光刻精度 :目前单次曝光可实现5nm以下制程,但整体工艺仍受限于设备精度和材料特性。
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刻蚀技术 :干法刻蚀可达极紫外光(EUV)分辨率,提升工艺复杂度。
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封装形式 :包括传统封装(如BGA)、系统级封装(SiP)等,满足不同应用需求。
四、工艺流程图解资源
建议参考半导体制造领域的专业图集或工艺流程图解工具,如半导体工艺图集萃、光刻工艺专项资料等,以获取更直观的流程展示。