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Processo tecnológico FAB
O processo FAB, ou processo de fabricação de semicondutores, é uma série complexa de processos que processam materiais semicondutores, como o silício, em chips de circuito integrado (IC). Este processo de fabricação altamente sofisticado é a base da indústria eletrônica moderna, permitindo-nos produzir microprocessadores e chips de memória que são usados em telefones celulares, computadores, carros e uma variedade de dispositivos inteligentes. Na indústria de semicondutores, Fabricação é uma fábrica utilizada para produzir circuitos integrados e o processo de fabricação.
O processo FAB abrange uma série de etapas desde a fabricação do wafer até o teste final, cada uma das quais tem um impacto decisivo no desempenho e no rendimento do chip. A seguir está uma explicação detalhada deste processo complexo:
- Fabricação de wafer
O primeiro passo para fazer um circuito integrado é fabricar pastilhas de silício. O silício policristalino é purificado em silício monocristalino pelo método de redução e, em seguida, cultivado em colunas de silício monocristalino de grande diâmetro pelo método de elevação (como o método de crescimento Czochralski (CZ)). As colunas de silício monocristalino são então cortadas em folhas finas e polidas para formar wafers lisos que fornecem uma base para processos subsequentes.
- Oxidação
Em um ambiente limpo, a superfície do wafer é oxidada para formar uma camada de filme isolante de sílica, que é a base para a produção da camada isolante e subsequente processo de máscara.
- Litografia
A litografia é um processo de transferência de padrões de circuito para a superfície do wafer. Esta etapa envolve uma série de operações como revestimento da resistência, secagem, exposição (através de mascaramento), revelação, endurecimento, etc., para controlar cuidadosamente o processo de transferência do padrão.
- Gravura úmida e seca
A gravação é o processo de remoção de material de uma área selecionada para formar um padrão de circuito. A gravação úmida utiliza soluções químicas, enquanto a gravação a seco (como a gravação com íons reativos) utiliza técnicas de gravação a plasma, proporcionando maior precisão e fidelidade ao padrão.
- Implantação iónica
A implantação de íons é usada para dopar wafers disparando íons de dopantes (como boro ou arsênico) em wafers em alta velocidade para alterar suas propriedades elétricas e formar silício tipo N ou tipo P.
- Deposição Química de Vapor (CVD) e deposição física de vapor (PVD)
Use a tecnologia CVD e PVD para depositar camadas isolantes, condutoras e metálicas na superfície do wafer. Esses filmes são usados para compor as diversas partes e interconexões dos transistores.
7. Moagem Química Mecânica (CMP)
CMP é um processo de nivelamento da superfície do wafer para garantir a precisão e consistência da construção laminada subsequente.
8. Processo hierárquico
O processo da fotolitografia ao CMP é repetido para construir uma estrutura complexa de circuito multicamadas. Cada camada precisa ser alinhada com precisão para garantir a conexão correta.
9. Interconexão micrometálica
O uso de galvanoplastia ou tecnologia CVD para formar um fio de metal fino para conectar transistores e outros componentes para atingir a função do circuito.
10. Inspeção de Luz de Saída (AOI)
Equipamentos automáticos de inspeção óptica são utilizados para verificar erros e defeitos nos padrões, garantindo que cada etapa do processo seja realizada de acordo com os padrões de projeto.
11. Pacote
O wafer acabado é cortado em um único chip, e o chip é instalado na embalagem e conectado à interface externa por ligação de chumbo, soldagem ou outros métodos.
12. Teste e classificação
O desempenho elétrico de cada chip embalado é testado e o chip é classificado e classificado de acordo com os resultados do teste.
O processo FAB é um desafio técnico de alta tecnologia, alta precisão e difícil, envolvendo conhecimentos avançados de física, química e ciência de materiais. Com o avanço da tecnologia, os processos da FAB estão evoluindo para tamanhos de processo menores, maior integração e menor consumo de energia para atender às necessidades de produtos eletrônicos miniaturizados e de alto desempenho na era da alta tecnologia. A melhoria de cada etapa do processo é uma testemunha da inovação e do desenvolvimento contínuos da indústria de fabricação de circuitos integrados e também é uma importante pedra angular da civilização industrial moderna.
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