CMOS工艺名词解
saliside——當(dāng)金屬和硅化物接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生一層融合物,叫難融金屬硅化物,此及saliside。
siliside——一種工藝,在源漏區(qū)淀積(或是叫覆蓋?)硅化物,這樣一種
??????????? 工藝就叫siliside。
poliside——也為一種工藝,乃在柵極poly上淀積硅化物。
A.M.U 原子質(zhì)量數(shù)
ADI After develop inspection顯影后檢視
AEI 蝕科后檢查
Alignment 排成一直線,對平
Alloy 融合:電壓與電流成線性關(guān)系,降低接觸的阻值
ARC: anti-reflect coating 防反射層
ASHER: 一種干法刻蝕方式
ASI 光阻去除后檢查
Backside 晶片背面
Backside Etch 背面蝕刻
Beam-Current 電子束電流
BPSG: 含有硼磷的硅玻璃
Break 中斷,stepper機(jī)臺(tái)內(nèi)中途停止鍵
Cassette 裝晶片的晶舟
CD:critical dimension 關(guān)鍵性尺寸
Chamber 反應(yīng)室
Chart 圖表
Child lot 子批
Chip (die) 晶粒
CMP 化學(xué)機(jī)械研磨
Coater 光阻覆蓋(機(jī)臺(tái))
Coating 涂布,光阻覆蓋
Contact Hole 接觸窗
Control Wafer 控片
Critical layer 重要層
CVD 化學(xué)氣相淀積
Cycle time 生產(chǎn)周期
Defect 缺陷
DEP: deposit 淀積
Descum 預(yù)處理
Developer 顯影液;顯影(機(jī)臺(tái))
Development 顯影
DG: dual gate 雙門
DI water 去離子水
Diffusion 擴(kuò)散
Doping 摻雜
Dose 劑量
Downgrade 降級
DRC: design rule check 設(shè)計(jì)規(guī)則檢查
Dry Clean 干洗
Due date 交期
Dummy wafer 擋片
E/R: etch rate 蝕刻速率
EE 設(shè)備工程師
End Point 蝕刻終點(diǎn)
ESD: electrostatic discharge/electrostatic damage 靜電離子損傷
ET: etch 蝕刻
Exhaust 排氣(將管路中的空氣排除)
Exposure 曝光
FAB 工廠
FIB: focused ion beam 聚焦離子束
Field Oxide 場氧化層
Flatness 平坦度
Focus 焦距
Foundry 代工
FSG: 含有氟的硅玻璃
Furnace 爐管
GOI: gate oxide integrity 門氧化層完整性
H.M.D.S Hexamethyldisilazane,經(jīng)去水烘烤的晶片,將涂上一層增加光阻與晶片表面附著力的化合物,稱H.M.D.S
HCI: hot carrier injection 熱載流子注入
HDP:high density plasma 高密度等離子體
High-Voltage 高壓
Hot bake 烘烤
ID 辨認(rèn),鑒定
Implant 植入
Layer 層次
LDD: lightly doped drain 輕摻雜漏
Local defocus 局部失焦因機(jī)臺(tái)或晶片造成之臟污
LOCOS: local oxidation of silicon 局部氧化
Loop 巡路
Lot 批
Mask (reticle) 光罩
Merge 合并
Metal Via 金屬接觸窗
MFG 制造部
Mid-Current 中電流
Module 部門
NIT: Si3N4 氮化硅
Non-critical 非重要
NP: n-doped plus(N+) N型重?fù)诫s
NW: n-doped well N阱
OD: oxide definition 定義氧化層
OM: optic microscope 光學(xué)顯微鏡
OOC 超出控制界線
OOS 超出規(guī)格界線
Over Etch 過蝕刻
Over flow 溢出
Overlay 測量前層與本層之間曝光的準(zhǔn)確度
OX: SiO2 二氧化硅
P.R. Photo resisit 光阻
P1: poly 多晶硅
PA; passivation 鈍化層
Parent lot 母批
Particle 含塵量/微塵粒子
PE: 1. process engineer; 2. plasma enhance 1、工藝工程師 2、等離子體增強(qiáng)
PH: photo 黃光或微影
Pilot 實(shí)驗(yàn)的
Plasma 電漿
Pod 裝晶舟與晶片的盒子
Polymer 聚合物
POR Process of record
PP: p-doped plus(P+) P型重?fù)诫s
PR: photo resist 光阻
PVD 物理氣相淀積
PW: p-doped well P阱
Queue time 等待時(shí)間
R/C: runcard 運(yùn)作卡
Recipe 程式
Release 放行
Resistance 電阻
Reticle 光罩
RF 射頻
RM: remove. 消除
Rotation 旋轉(zhuǎn)
RTA: rapid thermal anneal 迅速熱退火
RTP: rapid thermal process 迅速熱處理
SA: salicide 硅化金屬
SAB: salicide block 硅化金屬阻止區(qū)
SAC: sacrifice layer 犧牲層
Scratch 刮傷
Selectivity 選擇比
SEM:scanning electron microscope 掃描式電子顯微鏡
Slot 槽位
Source-Head 離子源
SPC 制程統(tǒng)計(jì)管制
Spin 旋轉(zhuǎn)
Spin Dry 旋干
Sputter 濺射
SRO: Si rich oxide 富氧硅
Stocker 倉儲(chǔ)
Stress 內(nèi)應(yīng)力
STRIP: 一種濕法刻蝕方式
TEOS – (CH3CH2O)4Si 四乙氧基硅烷/正硅酸四乙酯,常溫下液態(tài)。作LPCVD /PECVD生長SiO2的原料。又指用TEOS生長得到的SiO2層。
Ti 鈦
TiN 氮化鈦
TM: top metal 頂層金屬層
TOR Tool of record
Under Etch 蝕刻不足
USG: undoped 硅玻璃
W (Tungsten) 鎢
WEE 周邊曝光
Yield 良率
FICD: FInal CD
DICD: Development Inspection CD
集成電路詞條
1.集成電路
隨著電子技術(shù)的發(fā)展及各種電器的普及,集成電路的應(yīng)用越來越廣,大到飛入太空的“神州五號(hào)”,小到我們身邊的電子手表,里面都有我們下面將要說到的集成電路。
我們將各種電子元器件以相互聯(lián)系的狀態(tài)集成到半導(dǎo)體材料(主要是硅)或者絕緣體材料薄層片子上,再用一個(gè)管殼將其封裝起來,構(gòu)成一個(gè)完整的、具有一定功能的電路或系統(tǒng)。這種有一定功能的電路或系統(tǒng)就是集成電路了。就像人體由不同器官組成,各個(gè)器官各司其能而又相輔相成,少掉任何一部分都不能完整地工作一樣。任何一個(gè)集成電路要工作就必須具有接收信號(hào)的輸入端口、發(fā)送信號(hào)的輸出端口以及對信號(hào)進(jìn)行處理的控制電路。輸入、輸出(I/O)端口簡單的說就是我們經(jīng)常看到的插口或者插頭,而控制電路是看不到的,這是集成電路制造廠在凈化間里制造出來的。
如果將集成電路按集成度高低分類,可以分為小規(guī)模(SSI)、中規(guī)模(MSI)、大規(guī)模(LSI)和超大規(guī)模(VLSI)。近年來出現(xiàn)的特大規(guī)模集成電路(UISI),以小于1um為最小的設(shè)計(jì)尺寸,這樣將在每個(gè)片子上有一千萬到一億個(gè)元件。
2.系統(tǒng)芯片(SOC)
不知道大家有沒有看過美國大片《終結(jié)者》,在看電影的時(shí)候,有沒有想過,機(jī)器人為什么能夠像人一樣分析各種問題,作出各種動(dòng)作,好像他也有大腦,也有記憶一樣。其實(shí)他里面就是有個(gè)系統(tǒng)芯片(SOC)在工作。當(dāng)然,那個(gè)是科幻片,科技還沒有發(fā)展到那個(gè)水平。但是SOC已成為集成電路設(shè)計(jì)學(xué)領(lǐng)域里的一大熱點(diǎn)。在不久的未來,它就可以像“終結(jié)者”一樣進(jìn)行工作了。
系統(tǒng)芯片是采用低于0.6um工藝尺寸的電路,包含一個(gè)或者多個(gè)微處理器(大腦),并且有相當(dāng)容量的存儲(chǔ)器(用來記憶),在一塊芯片上實(shí)現(xiàn)多種電路,能夠自主地工作,這里的多種電路就是對信號(hào)進(jìn)行操作的各種電路,就像我們的手、腳,各有各的功能。這種集成電路可以重復(fù)使用原來就已經(jīng)設(shè)計(jì)好的功能復(fù)雜的電路模塊,這就給設(shè)計(jì)者節(jié)省了大量時(shí)間。
SOC技術(shù)被廣泛認(rèn)同的根本原因,并不在于它擁有什么非常特別的功能,而在于它可以在較短的時(shí)間內(nèi)被設(shè)計(jì)出來。SOC的主要價(jià)值是可以有效地降低電子信息系統(tǒng)產(chǎn)品的開發(fā)成本,縮短產(chǎn)品的上市周期,增強(qiáng)產(chǎn)品的市場競爭力。
3.集成電路設(shè)計(jì)
對于“設(shè)計(jì)”這個(gè)詞,大家肯定不會(huì)感到陌生。在修建三峽水電站之前,我們首先要根據(jù)地理位置、水流緩急等情況把它在電腦上設(shè)計(jì)出來。制造集成電路同樣也要根據(jù)所需要電路的功能把它在電腦上設(shè)計(jì)出來。
集成電路設(shè)計(jì)簡單的說就是設(shè)計(jì)硬件電路。我們在做任何事情之前都會(huì)仔細(xì)地思考究竟怎么樣才能更好地完成這件事以達(dá)到我們預(yù)期的目的。我們需要一個(gè)安排、一個(gè)思路。設(shè)計(jì)集成電路時(shí),設(shè)計(jì)者首先根據(jù)對電路性能和功能的要求提出設(shè)計(jì)構(gòu)思。然后將這樣一個(gè)構(gòu)思逐步細(xì)化,利用電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件實(shí)現(xiàn)具有這些性能和功能的集成電路。假如我們現(xiàn)在需要一個(gè)火警電路,當(dāng)室內(nèi)的溫度高于50℃就報(bào)警。設(shè)計(jì)者將按照我們的要求構(gòu)思,在計(jì)算機(jī)上利用軟件完成設(shè)計(jì)版圖并模擬測試。如果模擬測試成功,就可以說已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了我們所要的電路。
集成電路設(shè)計(jì)一般可分為層次化設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)。層次化設(shè)計(jì)就是把復(fù)雜的系統(tǒng)簡化,分為一層一層的,這樣有利于發(fā)現(xiàn)并糾正錯(cuò)誤;結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)則是把復(fù)雜的系統(tǒng)分為可操作的幾個(gè)部分,允許一個(gè)設(shè)計(jì)者只設(shè)計(jì)其中一部分或更多,這樣其他設(shè)計(jì)者就可以利用他已經(jīng)設(shè)計(jì)好的部分,達(dá)到資源共享。
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4.硅片制造
我們知道許多電器中都有一些薄片,這些薄片在電器中發(fā)揮著重要的作用,它們都是以硅片為原材料制造出來的。硅片制造為芯片的生產(chǎn)提供了所需的硅片。那么硅片又是怎樣制造出來的呢?
硅片是從大塊的硅晶體上切割下來的,而這些大塊的硅晶體是由普通硅沙拉制提煉而成的。可能我們有這樣的經(jīng)歷,塊糖在溫度高的時(shí)候就會(huì)熔化,要是粘到手上就會(huì)拉出一條細(xì)絲,而當(dāng)細(xì)絲拉到離那顆糖較遠(yuǎn)的地方時(shí)就會(huì)變硬。其實(shí)我們這兒制造硅片,首先就是利用這個(gè)原理,將普通的硅熔化,拉制出大塊的硅晶體。然后將頭部和尾部切掉,再用機(jī)械對其進(jìn)行修整至合適直徑。這時(shí)看到的就是有合適直徑和一定長度的“硅棒”。再把“硅棒”切成一片一片薄薄的圓片,圓片每一處的厚度必須是近似相等的,這是硅片制造中比較關(guān)鍵的工作。最后再通過腐蝕去除切割時(shí)殘留的損傷。這時(shí)候一片片完美的硅圓片就制造出來了。
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5.硅單晶圓片
我們制造一個(gè)芯片,需要先將普通的硅制造成硅單晶圓片,然后再通過一系列工藝步驟將硅單晶圓片制造成芯片。下面我們就來看一下什么是硅單晶圓片。
從材料上看,硅單晶圓片的主要材料是硅,而且是單晶硅;從形狀上看,它是圓形片狀的。硅單晶圓片是最常用的半導(dǎo)體材料,它是硅到芯片制造過程中的一個(gè)狀態(tài),是為了芯片生產(chǎn)而制造出來的集成電路原材料。它是在超凈化間里通過各種工藝流程制造出來的圓形薄片,這樣的薄片必須兩面近似平行且足夠平整。硅單晶圓片越大,同一圓片上生產(chǎn)的集成電路就越多,這樣既可降低成本,又能提高成品率,但材料技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)要求會(huì)更高。
如果按直徑分類,硅單晶圓片可以分為4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等規(guī)格,近來又發(fā)展出12英寸甚至更大規(guī)格。最近國內(nèi)最大的硅單晶圓片制造廠??中芯國際就準(zhǔn)備在北京建設(shè)一條12英寸的晶圓生長線。
6.芯片制造
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,芯片的性能越來越高,而體積卻越來越小。我們在使用各種電子產(chǎn)品時(shí)無不嘆服現(xiàn)代科技所創(chuàng)造的奇跡。而這樣的奇跡,你知道是怎樣被創(chuàng)造出來的嗎?
芯片是用地球上最普遍的元素硅制造出來的。地球上呈礦石形態(tài)的砂子,在對它進(jìn)行極不尋常的加工轉(zhuǎn)變之后,這種簡單的元素就變成了用來制作集成電路芯片的硅片。
我們把電腦上設(shè)計(jì)出來的電路圖用光照到金屬薄膜上,制造出掩膜。就象燈光從門縫透過來,在地上形成光條,若光和金屬薄膜能起作用而使金屬薄膜在光照到的地方形成孔,那就在其表面有電路的地方形成了孔,這樣就制作好了掩膜。我們再把剛制作好的掩膜蓋在硅片上,當(dāng)光通過掩膜照射,電路圖就“印制”在硅晶片上。如果我們按照電路圖使應(yīng)該導(dǎo)電的地方連通,應(yīng)該絕緣的地方斷開,這樣我們就在硅片上形成了所需要的電路。我們需要多個(gè)掩膜,形成上下多層連通的電路,那么就將原來的硅片制造成了芯片。所以我們說硅片是芯片制造的原材料,硅片制造是為芯片制造準(zhǔn)備的。
7.EMS
提起EMS,大家可能會(huì)想到郵政特快專遞,但我們集成電路產(chǎn)業(yè)里面所說的EMS是指沒有自己的品牌產(chǎn)品,專門替品牌廠商生產(chǎn)的電子合約制造商,也稱電子制造服務(wù)企業(yè)。那么就讓我們來看一下電子合約制造商到底是干什么的。
所謂電子合約制造商,就是把別人的定單拿過來,替別人加工生產(chǎn),就像是我們請鐘點(diǎn)工回來打掃衛(wèi)生、做飯一樣,他們必須按照我們的要求來做事。EMS在各個(gè)方面,各個(gè)環(huán)節(jié)都有優(yōu)勢,從采購到生產(chǎn)、銷售甚至在設(shè)計(jì)方面都具有自己的特色。因而它成了專門為品牌廠商生產(chǎn)商品的企業(yè)。EMS的優(yōu)勢在于它的制造成本低,反應(yīng)速度快,有自己一定的設(shè)計(jì)能力和強(qiáng)大的物流渠道。
最近,一些國際知名的EMS電子制造商正在將他們的制造基地向中國全面轉(zhuǎn)移。他們的到來當(dāng)然會(huì)沖擊國內(nèi)做制造的企業(yè)。但是對其他企業(yè)來說可能就是個(gè)好消息,因?yàn)檫@些EMS必須要依靠本地的供應(yīng)商提供零部件。
8.流片
在觀看了電影《摩登時(shí)代》后,我們可能經(jīng)常想起卓別林鈕螺絲的那個(gè)鏡頭。大家知道影片中那種流水線一樣的生產(chǎn)就是生產(chǎn)線。只是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,在現(xiàn)在的生產(chǎn)線上卓別林所演的角色已經(jīng)被機(jī)器取代了。我們像流水線一樣通過一系列工藝步驟制造芯片,這就是流片。
在芯片制造過程中一般有兩段時(shí)間可以叫做流片。在大規(guī)模生產(chǎn)芯片時(shí),那流水線一樣地生產(chǎn)就是其中之一。大家可能很早就已經(jīng)知道了這個(gè)過程叫流片,但下面這種情況就不能盡說其詳了。我們在搞設(shè)計(jì)的時(shí)候發(fā)現(xiàn)某個(gè)地方可以進(jìn)行修改以取得更好的效果,但又怕這樣的修改會(huì)給芯片帶來意想不到的后果,如果根據(jù)這樣一個(gè)有問題的設(shè)計(jì)大規(guī)模地制造芯片,那么損失就會(huì)很大。所以為了測試集成電路設(shè)計(jì)是否成功,必須進(jìn)行流片,即從一個(gè)電路圖到一塊芯片,檢驗(yàn)每一個(gè)工藝步驟是否可行,檢驗(yàn)電路是否具備我們所要的性能和功能。如果流片成功,就可以大規(guī)模地制造芯片;反之,我們就需要找出其中的原因,并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
9.多項(xiàng)目晶圓(MPW)
隨著制造工藝水平的提高,在生產(chǎn)線上制造芯片的費(fèi)用不斷上漲,一次0.6微米工藝的生產(chǎn)費(fèi)用就要20-30萬元,而一次0.35微米工藝的生產(chǎn)費(fèi)用則需要60-80萬元。如果設(shè)計(jì)中存在問題,那么制造出來的所有芯片將全部報(bào)廢。為了降低成本,我們采用了多項(xiàng)目晶圓。
所謂多項(xiàng)目晶圓(簡稱MPW),就是將多種具有相同工藝的集成電路設(shè)計(jì)放在同一個(gè)硅圓片上、在同一生產(chǎn)線上生產(chǎn),生產(chǎn)出來后,每個(gè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目可以得到數(shù)十片芯片樣品,這一數(shù)量足夠用于設(shè)計(jì)開發(fā)階段的實(shí)驗(yàn)、測試。而實(shí)驗(yàn)費(fèi)用就由所有參加多項(xiàng)目晶圓的項(xiàng)目按照各自所占的芯片面積分?jǐn)?#xff0c;極大地降低了實(shí)驗(yàn)成本。這就很象我們都想吃巧克力,但是我們沒有必要每個(gè)人都去買一盒,可以只買來一盒分著吃,然后按照各人吃了多少付錢。
多項(xiàng)目晶圓提高了設(shè)計(jì)效率,降低了開發(fā)成本,為設(shè)計(jì)人員提供了實(shí)踐機(jī)會(huì),并促進(jìn)了集成電路設(shè)計(jì)成果轉(zhuǎn)化,對IC設(shè)計(jì)人才的培訓(xùn),及新產(chǎn)品的開發(fā)研制均有相當(dāng)?shù)拇龠M(jìn)作用。
10.晶圓代工
我們知道中芯國際和臺(tái)積電是中國大陸知名的IT企業(yè),他們所從事的工作都是晶圓代工。那現(xiàn)在讓我們來了解一下什么是晶圓代工。我們是熟悉加工坊的,它使用各種設(shè)備把客戶送過去需要加工的小麥、水稻加工成為需要的面粉、大米等。這樣就沒有必要每個(gè)需要加工糧食的人都來建造加工坊。我們現(xiàn)在的晶圓代工廠就像是一個(gè)加工坊。晶圓代工就是向?qū)I(yè)的集成電路設(shè)計(jì)公司或電子廠商提供專門的制造服務(wù)。這種經(jīng)營模式使得集成電路設(shè)計(jì)公司不需要自己承擔(dān)造價(jià)昂貴的廠房,就能生產(chǎn)。這就意味著,臺(tái)積電等晶圓代工商將龐大的建廠風(fēng)險(xiǎn)分?jǐn)偟綇V大的客戶群以及多樣化的產(chǎn)品上,從而集中開發(fā)更先進(jìn)的制造流程。
隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,晶圓代工所需投資也越來越大,現(xiàn)在最普遍采用的8英寸生產(chǎn)線,投資建成一條就需要10億美元。盡管如此,很多晶圓代工廠還是投進(jìn)去很多資金、采購了很多設(shè)備。這足以說明晶圓代工將在不久的未來取得很大發(fā)展,占全球半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的比重也將與日俱增。
11.SMT
我們經(jīng)常會(huì)看到電器里有塊板子,上面有很多電子器件。要是有機(jī)會(huì)看到板子的背面,你將看到正面器件的“腳”都通過板子上的孔到背面來了。現(xiàn)在出現(xiàn)了一種新興技術(shù),比我們剛才說的穿孔技術(shù)有更多優(yōu)點(diǎn)。
SMT即表面貼裝技術(shù),是電子組裝業(yè)中的一個(gè)新秀。隨著電子產(chǎn)品的小型化,占面積太大的穿孔技術(shù)將不再適合,只能采用表面貼裝技術(shù)。它不需要在板上穿孔,而是直接貼在正面。當(dāng)然器件的“腳”就得短一點(diǎn),細(xì)一點(diǎn)。SMT使電子組裝變得越來越快速和簡單,使電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度越來越快,價(jià)格也越來越低。這樣廠方就會(huì)更樂意采用這種技術(shù)以低成本高產(chǎn)量生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品以滿足顧客需求和加強(qiáng)市場競爭力。
SMT的組裝密度高、電子產(chǎn)品體積和重量只有原來的十分之一左右。一般采用SMT技術(shù)后,電子產(chǎn)品的可靠性高,抗振能力強(qiáng)。而且SMT易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,能夠提高生產(chǎn)效率,降低成本,這樣就節(jié)省了大量的能源、設(shè)備、人力和時(shí)間。
12.芯片封裝
我們在走進(jìn)商場的時(shí)候,就會(huì)發(fā)現(xiàn)里面幾乎每個(gè)商品都被包裝過。那么我們即將說到的封裝和包裝有什么區(qū)別呢?
封裝就是安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼。因?yàn)樾酒仨毰c外界隔離,以防止空氣中的雜質(zhì)對芯片電路的腐蝕而造成電路性能下降,所以封裝是至關(guān)重要的。封裝后的芯片也更便于安裝和運(yùn)輸。封裝的這些作用和包裝是基本相似的,但它又有獨(dú)特之處。封裝不僅起著安放、固定、密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)電路性能的作用,而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁--芯片上的接點(diǎn)用導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上,這些引腳又通過印制板上的導(dǎo)線與其他器件建立連接。因此,封裝對CPU和其他大規(guī)模集成電路都起著重要的作用。隨著CPU和其他大規(guī)模電路的進(jìn)步,集成電路的封裝形式也將有相應(yīng)的發(fā)展。
芯片的封裝技術(shù)已經(jīng)歷了好幾代的變遷,技術(shù)指標(biāo)一代比一代先進(jìn),芯片面積與封裝面積之比(衡量封裝技術(shù)水平的主要指標(biāo))越來越接近于1,適用頻率越來越高,耐溫性能也越來越好。它還具有重量小,可靠性高,使用方便等優(yōu)點(diǎn)。
13.芯片測試
為了能在當(dāng)今激烈的市場競爭中立于不敗之地,電子產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家就必需確保產(chǎn)品質(zhì)量。而為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,在生產(chǎn)過程中就需要采用各類測試技術(shù)進(jìn)行檢測,以及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷和故障并進(jìn)行修復(fù)。
我們在使用某個(gè)芯片的時(shí)候,經(jīng)常發(fā)現(xiàn)這樣的現(xiàn)象,就是芯片的其中幾個(gè)引腳沒有用到。我們甚至還會(huì)以為這樣子使用這個(gè)芯片是用錯(cuò)了。其實(shí)這幾個(gè)引腳是用來測試用的。在芯片被制造出來之后,還要由芯片測試工程師對芯片進(jìn)行測試,看這些生產(chǎn)出來的芯片的性能是否符合要求、芯片的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。實(shí)際上,我們這種測試方法只是接觸式測試,芯片測試技術(shù)中還有非接觸式測試。
隨著線路板上元器件組裝密度的提高,傳統(tǒng)的電路接觸式測試受到了極大的限制,而非接觸式測試的應(yīng)用越來越普遍。所謂非接觸測試,主要就是利用光這種物質(zhì)對制造過程中或者已經(jīng)制造出來的芯片進(jìn)行測試。這就好像一個(gè)人覺得腿痛,他就去醫(yī)院進(jìn)行一個(gè)X光透視,看看腿是不是出現(xiàn)骨折或者其他問題。這種方法不會(huì)收到元器件密度的影響,能夠以很快的測試速度找出缺陷。
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14.覆晶封裝技術(shù)
我們都知道鳥籠是用竹棒把上下兩塊木板撐出一個(gè)空間,鳥就生活在這里面。我們將要說到的覆晶封裝和鳥籠是有相似之處的。下面我們就來看一下什么是覆晶封裝技術(shù)。
我們通常把晶片經(jīng)過一系列工藝后形成了電路結(jié)構(gòu)的一面稱作晶片的正面。原先的封裝技術(shù)是在襯底之上的晶片的正面是一直朝上的,而覆晶技術(shù)是將晶片的正面反過來,在晶片(看作上面那塊板)和襯底(看作下面那塊板)之間及電路的外圍使用凸塊(看作竹棒)連接,也就是說,由晶片、襯底、凸塊形成了一個(gè)空間,而電路結(jié)構(gòu)(看作鳥)就在這個(gè)空間里面。這樣封裝出來的芯片具有體積小、性能高、連線短等優(yōu)點(diǎn)。
隨著半導(dǎo)體業(yè)的迅速發(fā)展,覆晶封裝技術(shù)勢必成為封裝業(yè)的主流。典型的覆晶封裝結(jié)構(gòu)是由凸塊下面的冶金層、焊點(diǎn)、金屬墊層所構(gòu)成,因此冶金層在元件作用時(shí)的消耗將嚴(yán)重影響到整個(gè)結(jié)構(gòu)的可靠度和元件的使用壽命。
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15.凸塊制程
我們小時(shí)候經(jīng)常玩橡皮泥,可能還這樣子玩過,就是先把橡皮泥捏成一個(gè)頭狀,再在上面加上眼睛、鼻子、耳朵等。而我們長凸塊就和剛剛說到的“長”眼睛、鼻子、耳朵差不多了。
晶圓制造完成后,在晶圓上進(jìn)行長凸塊制程。在晶圓上生長凸塊后,我們所看到的就像是一個(gè)平底鍋,鍋的邊沿就是凸塊,而中間部分就是用來形成電路結(jié)構(gòu)的。按凸塊的結(jié)構(gòu)分,可以把它分為本體和球下冶金層(UBM)兩個(gè)部分。
就目前晶圓凸塊制程而言,可分為印刷技術(shù)和電鍍技術(shù),兩種技術(shù)各擅勝場。就電鍍技術(shù)而言,其優(yōu)勢是能提供更好的線寬和凸塊平面度,可提供較大的芯片面積,同時(shí)電鍍凸塊技術(shù)適合高鉛制程的特性,可更大幅度地提高芯片的可靠度,增加芯片的強(qiáng)度與運(yùn)作效能。而印刷技術(shù)的制作成本低廉較具有彈性,適用于大量和小量的生產(chǎn),但是制程控制不易,使得這種方法較少運(yùn)用于生產(chǎn)凸塊間距小于150μm的產(chǎn)品。
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16.晶圓級封裝
在一些古董展覽會(huì)上,我們經(jīng)常會(huì)看到這樣的情形,即用一只玻璃罩罩在古董上。為了空氣不腐蝕古董,還會(huì)采用一些方法使玻璃罩和下面的座墊之間密封。下面我們借用這個(gè)例子來理解晶圓級封裝。
晶圓級封裝(WLP)就是在其上已經(jīng)有某些電路微結(jié)構(gòu)(好比古董)的晶片(好比座墊)與另一塊經(jīng)腐蝕帶有空腔的晶片(好比玻璃罩)用化學(xué)鍵結(jié)合在一起。在這些電路微結(jié)構(gòu)體的上面就形成了一個(gè)帶有密閉空腔的保護(hù)體(硅帽),可以避免器件在以后的工藝步驟中遭到損壞,也保證了晶片的清潔和結(jié)構(gòu)體免受污染。這種方法使得微結(jié)構(gòu)體處于真空或惰性氣體環(huán)境中,因而能夠提高器件的品質(zhì)。
隨著IC芯片的功能與高度集成的需求越來越大,目前半導(dǎo)體封裝產(chǎn)業(yè)正向晶圓級封裝方向發(fā)展。它是一種常用的提高硅片集成度的方法,具有降低測試和封裝成本,降低引線電感,提高電容特性,改良散熱通道,降低貼裝高度等優(yōu)點(diǎn)。
17.晶圓位階的芯片級封裝技術(shù)
半導(dǎo)體封裝技術(shù)在過去二十年間取得了長足的發(fā)展,預(yù)計(jì)在今后二十年里還會(huì)出現(xiàn)更加積極的增長和新一輪的技術(shù)進(jìn)步。晶圓位階的芯片級封裝技術(shù)是最近出現(xiàn)的有很大積極意義的封裝技術(shù)。
我們把芯片原來面積與封裝后面積之比接近1:1的理想情況的封裝就叫做芯片級封裝。就像我們吃桔子,總希望它的皮殼薄點(diǎn)。晶圓位階的芯片級封裝技術(shù)就是晶圓位階處理的芯片級封裝技術(shù)。它可以有效地提高硅的集成度。晶圓位階處理就是在晶圓制造出來后,直接在晶圓上就進(jìn)行各種處理,使相同面積的晶圓可以容納更多的經(jīng)芯片級封裝的芯片,從而提高硅的集成度。同理,假如我們讓人站到一間屋子里去,如果在冬天可能只能站十個(gè)人,而在夏天衣服穿少了,那就可以站十一或者十二個(gè)人。
晶圓位階的芯片級封裝制程將在今后的幾年里以很快的速度成長,這將會(huì)在手機(jī)等手提電子設(shè)備上體現(xiàn)出來。我們以后的手機(jī)肯定會(huì)有更多的功能,比如可以看電視等,但是它們可能比我們現(xiàn)在使用的更小,那就用到了晶圓位階的芯片級封裝技術(shù)。
1.IC Specification 訂定規(guī)格:訂定IC的規(guī)格,工作電壓、電流,采用的制程等,并于架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮其未來測試問題。
?2.IC Design IC設(shè)計(jì):依據(jù)所訂的的規(guī)格來設(shè)計(jì),于邏輯設(shè)計(jì)與線路計(jì)設(shè)時(shí),須考慮可測試性設(shè)計(jì)及實(shí)際產(chǎn)生其測試圖樣,供IC制作完成后之測試用。
3.IC Layout IC布局: 將設(shè)計(jì)完成的電路,依據(jù)制造IC所需光罩的設(shè)計(jì)規(guī)則,完成實(shí)體布局。
?4.Wafer Process 晶圓制造: 光罩完成后,進(jìn)入晶圓廠制造。
?5.Circuit Probe電路點(diǎn)測: 利用探針點(diǎn)測芯片上的電路。
6.Package 封裝: 依需求決定IC的包裝,PIN腳數(shù)、封裝材枓皆有不同。
7.Final Test 成品測試: 進(jìn)行功能測試并區(qū)分等級。
8.Brun-In 預(yù)燒測試: 利用高溫,加速可靠度不佳的IC,提早淘汰。
9.Sampling Test 取樣測試: 品管人員,取樣抽測,如有不良品由品保工程分析,并追蹤制程上缺失。
?10.Shipment 出貨: 正式上市販賣。
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總結(jié)
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