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FABELHAFTER technologischer Prozess
Der FAB-Prozess oder Halbleiterfertigungsprozess ist eine komplexe Reihe von Prozessen, bei denen Halbleitermaterialien wie Silizium zu Chips mit integrierten Schaltkreisen (IC) verarbeitet werden. Dieser hochentwickelte Herstellungsprozess ist der Grundstein der modernen Elektronikindustrie und ermöglicht uns die Herstellung von Mikroprozessoren und Speicherchips, die in Mobiltelefonen, Computern, Autos und einer Vielzahl intelligenter Geräte verwendet werden. In der Halbleiterindustrie ist Fabrication eine Fabrik zur Herstellung integrierter Schaltkreise und des Herstellungsprozesses.
Der FAB-Prozess umfasst eine Reihe von Schritten von der Waferherstellung bis zum Endtest, von denen jeder einen entscheidenden Einfluss auf die Leistung und Ausbeute des Chips hat. Nachfolgend finden Sie eine detaillierte Erläuterung dieses komplexen Prozesses:
- Waferherstellung
Der erste Schritt bei der Herstellung eines integrierten Schaltkreises ist die Herstellung von Siliziumwafern. Polykristallines Silizium wird durch die Reduktionsmethode zu monokristallinem Silizium gereinigt und dann durch die Hebemethode (z. B. die Czochralski-Wachstumsmethode (CZ)) zu monokristallinen Siliziumsäulen mit großem Durchmesser gezüchtet. Die monokristallinen Siliziumsäulen werden dann in dünne Schichten geschnitten und poliert, um glatte Wafer zu bilden, die eine Basis für nachfolgende Prozesse bieten.
- Oxidation
In einer sauberen Umgebung wird die Waferoberfläche oxidiert, um eine Schicht aus isolierendem Siliziumoxidfilm zu bilden, die die Grundlage für die Herstellung der Isolierschicht und den anschließenden Maskenprozess bildet.
- Lithografie
Bei der Lithographie handelt es sich um ein Verfahren zur Übertragung von Schaltkreismustern auf die Waferoberfläche. Dieser Schritt umfasst eine Reihe von Vorgängen wie das Auftragen des Resists, das Trocknen, die Belichtung (durch Maskierung), die Entwicklung, das Aushärten usw., um den Übertragungsprozess des Musters sorgfältig zu steuern.
- Nass- und Trockenätzen
Beim Ätzen wird Material aus einem ausgewählten Bereich entfernt, um ein Schaltkreismuster zu bilden. Beim Nassätzen werden chemische Lösungen verwendet, während beim Trockenätzen (z. B. reaktives Ionenätzen) Plasmaätztechniken zum Einsatz kommen, die eine höhere Genauigkeit und Mustertreue bieten.
- Ionenimplantation
Bei der Ionenimplantation werden Wafer dotiert, indem Ionen von Dotierstoffen (wie Bor oder Arsen) mit hoher Geschwindigkeit in die Wafer geschossen werden, um deren elektrische Eigenschaften zu ändern und Silizium vom N- oder P-Typ zu bilden.
- Chemische Gasphasenabscheidung (CVD) und physikalische Gasphasenabscheidung (PVD)
Verwenden Sie die CVD- und PVD-Technologie, um isolierende, leitfähige und Metallschichten auf der Waferoberfläche abzuscheiden. Diese Filme werden zur Herstellung der verschiedenen Teile und Verbindungen von Transistoren verwendet.
7. Chemisch-mechanisches Schleifen (CMP)
Bei CMP handelt es sich um einen Prozess zum Glätten der Waferoberfläche, um die Genauigkeit und Konsistenz der anschließenden laminierten Konstruktion sicherzustellen.
8. Hierarchischer Prozess
Der Prozess von der Fotolithographie bis zum CMP wird wiederholt, um eine komplexe mehrschichtige Schaltkreisstruktur aufzubauen. Jede Schicht muss genau ausgerichtet sein, um die korrekte Verbindung sicherzustellen.
9. Mikrometallverbindung
Die Verwendung von Galvanisierungs- oder CVD-Technologie zur Bildung eines feinen Metalldrahts zur Verbindung von Transistoren und anderen Komponenten, um die Funktion der Schaltung zu erreichen.
10. Lichtaustrittsinspektion (AOI)
Mit automatischen optischen Inspektionsgeräten werden Muster auf Fehler und Mängel überprüft und sichergestellt, dass jeder Schritt des Prozesses gemäß den Designstandards ausgeführt wird.
11. Paket
Der fertige Wafer wird in einen einzelnen Chip geschnitten, der Chip in das Gehäuse eingebaut und durch Bleibonden, Schweißen oder andere Methoden mit der externen Schnittstelle verbunden.
12. Testen und Sortieren
Die elektrische Leistung jedes verpackten Chips wird getestet und der Chip wird entsprechend den Testergebnissen bewertet und sortiert.
Der FAB-Prozess ist eine hochtechnologische, hochpräzise und schwierige technische Herausforderung, die fortgeschrittene Kenntnisse in Physik, Chemie und Materialwissenschaften erfordert. Mit der Weiterentwicklung der Technologie entwickeln sich FAB-Prozesse hin zu kleineren Prozessgrößen, höherer Integration und geringerem Energieverbrauch, um den Anforderungen miniaturisierter, leistungsstarker elektronischer Produkte im High-Tech-Zeitalter gerecht zu werden. Die Verbesserung jedes einzelnen Prozessschritts zeugt von der kontinuierlichen Innovation und Entwicklung der Industrie zur Herstellung integrierter Schaltkreise und ist außerdem ein wichtiger Eckpfeiler der modernen industriellen Zivilisation.
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