• 摩尔定律如何影响现代科技发展?

    被称为计算机第一定律的摩尔定律是指IC上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。摩尔定律是由英特尔(lntel)名誉董事长戈登·摩尔( Gordon moore)经过长期观察总结的经验。1965年,戈登·...

    06-13 57浏览
  • 芯片制造揭秘:成本控制与工艺流程大揭秘

    芯片制造的成本和工艺流程,包括前端制造过程、后端实现、普通、热或超热装配线的制造选择、监测解决方案以及成本分析。同时,对两种解决方案进行了评价,认为ProteanTecs更好。建议在总预算中拨出至少5%的成本用于工艺改进和健康监测。 详情 芯片设计完成后,进行tape-out验证,将数据上传到云端或通过服务器复制数据,发送给代工厂进行制造。代工厂会按照设计规则进行物理验证,再进行布局与原理图的比对,生成掩膜进行制造。客户可以选择普通、热或超热装配线进行制造,时间和成本有所不同。 1.在芯片设计完成后,进行tape-out验证,将数据上传到云端或通过服务器复制数据,发送给代工厂进行制造。tape-out是将数据传输到掩膜所在的磁带上,传统上是将磁带交给代工厂进行制造。现在,虽然数据是通过云端传输,但仍然称之为tape-out。 2.代工厂会按照设计规则进行物理验证,确保符合代工厂的PDK规则,例如TSMC七纳米PDK规则。代工厂会再次验证检查,以确保所有设计规则都符合要求。如果掩膜生成时存在设计规则违反,可能会损坏整个芯片。 3.LVS是布局与原理图的比对验证,用于检查设计中是否存在短路或开路等问题。如果芯片存在这样的问题,整个功能都可能会被破坏,芯片将无法正常工作。代工厂会进行LVS比对验证,以确保芯片没有这些问题。 4.客户可以选择普通、热或超热装配线进行制造。装配线决定了制造的时间和成本。普通装配线用于大多数情况,制造七纳米芯片需要12至14周。热装配线和超热装配线可以在较短的时间内制造芯片,但成本更高、容量更小。 5.代工厂将根据设计生成掩膜,并使用12英寸、8英寸、6英寸等不同大小的晶圆进行制造。掩膜生成是制造过程中的一个关键步骤。 6.制造过程类似于任何制造过程。在完成所有验证后,晶圆将进入制造系统,然后进行不同的工艺流程。时间和步骤的数量取决于技术节点。客户可以根据产品要求选择不同的装配线。 7.客户需要知道使用什么类型的装配线。大部分时间使用普通装配线,需要12至14周的时间制造七纳米芯片。热装配线和超热装配线可以缩短制造时间,但成本更高,容量更小。普通装配线通常有80%至90%的产能。 8.客户可以根据产品要求选择不同的装配线。虽然热和超热装配线可以缩短制造时间,但成本更高,容量更小。制造时间的长短取决于技术节点和步骤的数量。 客户选择普通装配线,需12至14周,芯片生产需要进行前端制造过程,包括沉积、光刻、刻蚀、电离和清洗等步骤。设计验证需要满足性能、功能和架构等三个主要标准,满足标准后继续进行后端实现,包括静态时序分析等步骤。若设计和工具稳健,则生产概率高达95%,甚至在性能未达标时,也可通过降频等方式实现生产。针对汽车、医疗、国防等应用,有60%至70%的生产概率需要使用监测组件。 1.客户选择普通装配线,生产周期需要12至14周。芯片生产需要进行前端制造过程,包括沉积、光刻、刻蚀、电离和清洗等步骤,最终进行封装。 2.设计验证需要满足性能、功能和架构等三个主要标准。首先需要满足功能标准,然后进行设计验证,验证设计的芯片是否能够正常工作。如果芯片能够正常工作,则进行后端实现,包括静态时序分析等步骤。 3.后端实现包括静态时序分析等步骤。如果设计稳健,工具稳健,则生产概率高达95%。在性能未达标的情况下,也可通过降频等方式实现生产。如果设计不符合逻辑需求,就无法生产。 4.针对汽车、医疗、国防等应用,有60%至70%的生产概率需要使用监测组件。应用不同,监测概率也不同。在某些应用中,需要对芯片进行监测以确保其正常工作。 5.监测组件包括proteanTecs和其他工具。在制造过程中,需要使用某些步骤以获得合适的规格。对于某些应用,如医疗、汽车和国防等,需要对芯片进行监测。 6.监测概率并非在所有情况下都是100%。对于一些消费类产品、CPU、GPU等芯片,只有20%至30%的情况需要使用监测解决方案。 7.一些情况下,即使性能未达标,也可以通过降频等方式实现生产。如果设计稳健,工具稳健,则生产概率高达95%。 8.性能、功耗等可在一定程度上妥协,但最重要的是满足功能需求,如果逻辑需求不符合,则无法生产。如果存在较大的错误或验证无法完成,则无法生产,需先解决问题,才能进行大规模生产。 未来,监测解决方案不仅能监测芯片和系统的健康状况,还可协助制造过程并借助AI/ML等高级系统进行学习,提高整体制造能力,优化流程并提高系统产量。使用proteanTecs解决方案可提高生产效率,设计周期可缩短15%-20%,生产成本可降低20%。在设计一枚使用五纳米技术的高性能计算芯片时,团队需耗资300万至500万美元,制造一块晶圆成本为14000至17000美元,一般制造成本在2000万至2500万美元。制造过程中需要进行多个步骤,如沉积等,且整个流程在外包代工厂完成。 1.未来,监测解决方案不仅能监测芯片和系统的健康状况,还可协助制造过程并借助AI/ML等高级系统进行学习,提高整体制造能力,优化流程并提高系统产量。 2.使用proteanTecs解决方案可提高生产效率,设计周期可缩短15%-20%,生产成本可降低20%。 3.proteanTecs解决方案可协助制造过程,优化流程并提高系统产量。 4.使用proteanTecs解决方案可缩短设计周期15%-20%,提高效率20%。 5.使用proteanTecs解决方案可降低生产成本20%。 6.设计一枚使用五纳米技术的高性能计算芯片时,团队需耗资300万至500万美元。 7.制造一块晶圆的成本为14000至17000美元,一般制造成本在2000万至2500万美元。 8.制造过程中需要进行多个步骤,如沉积等,且整个流程在外包代工厂完成。 制造过程包括关键步骤,如沉积、光刻、蚀刻和离子注入等。首先,使用硅晶片,并对其进行切割,然后进行薄膜沉积。接下来,通过光刻工艺,用ASML DUV,EUV等设备在光敏树脂上绘制图案。然后,使用不同的检测工具来检查图案是否符合规格。接着,进行蚀刻,消除降解的光刻胶以显示所需的图案。最后,进行离子注入,对晶片进行清洗和CMP。这些步骤有800到1200个,需要8-12周才能完成。处理后的晶片有一定的良率,不良的芯片需要废弃。 1.沉积是制造工艺的第一步,使用硅晶片进行薄膜沉积。 2.光刻是制造工艺的第二步,使用光敏树脂和不同的化学物质,通过光刻工艺在硅晶片上绘制图案。 3.制造工艺中使用ASML DUV和EUV等设备来进行光刻,保证图案精度。 4.为了确保所绘制的图案符合规格,制造工艺中使用不同的检测工具进行检测。 5.蚀刻是制造工艺的一个关键步骤,通过消除降解的光刻胶来显示所需的图案。 6.离子注入是制造工艺的一个步骤,通过以正负离子轰击晶片来对其进行处理。 7.制造工艺中需要对晶片进行清洗和CMP,以确保表面平整和无杂质。 8.处理后的晶片有一定的良率,不良的芯片需要废弃。 一块五纳米的芯片需要花费约16000美元,而如果是28纳米的话,成本大约在5000到6000美元左右。现代化的工艺非常昂贵,因此先进工艺的成本很高。遗留的工艺成本会更少,因为工艺步骤更少,更简单。基于应用,如果需要集成健康监测系统,那么需要考虑许可费用、设计费用和制造方面的延迟等成本。因此,最终产品的成本也会受到影响。在总预算中,如果涉及到工艺改进和健康监测,不仅在设计方面,在制造和使用过程中的成本都会增加,建议在预算中拨出至少5%的成本。目前我使用过两种解决方案,ProteanTecs和Synopsys,我认为ProteanTecs更好,给8分。因为Synopsys主要是在设计方面和PVT监测系统,所以我会给5到6分,他们需要在系统监测和实际使用方面做出更多的努力。 1.一块五纳米的芯片需要花费约16000美元,而如果是28纳米的话,成本大约在5000到6000美元左右。较先进的工艺会更加昂贵,因此先进工艺的成本很高。相比之下,遗留的工艺成本会更少,因为工艺步骤更少,更简单。 2.基于应用,如果需要集成健康监测系统,需要考虑许可费用、设计费用和制造方面的延迟等成本。因此,最终产品的成本也会受到影响。在总预算中,如果涉及到工艺改进和健康监测,不仅在设计方面,在制造和使用过程中的成本都会增加,建议在预算中拨出至少5%的成本。 3.健康监测可以用于芯片的使用过程中。例如,在汽车中使用的芯片,即使使用了一年后,您也可以监测芯片的健康状态。这可以让您知道是否需要进行任何修复或更换等操作。 4.我使用过两种解决方案,ProteanTecs和Synopsys。我认为ProteanTecs更好,给8分。因为Synopsys主要是在设计方面和PVT监测系统,所以我会给5到6分,他们需要在系统监测和实际使用方面做出更多的努力。 5.五纳米技术的成本非常高,大约需要花费16000美元。七纳米技术的成本在10000到11000美元左右,16纳米技术的成本可能在6000美元左右,而28纳米技术的成本在4000到5000美元之间。 6.工艺改进会增加成本。因为需要进行许可费用、设计费用和制造方面的延迟等成本。但是,工艺改进可以提高设计和系统的效率,也可以在使用过程中减少故障率。 7.遗留节点工艺成本相对较少,因为工艺步骤更少,更简单。例如,28纳米技术的成本在5000到6000美元之间,比五纳米技术的成本低得多。 8.如果涉及到工艺改进和健康监测,在总预算中建议拨出至少5%的成本,因为工艺改进和健康监测可以提高设计和系统的效率,同时也可以在使用过程中减少故障率。

    06-12 92浏览
  • 软硬结合板的优点与缺点

    软硬结合板是什么?FPC与PCB的诞生与发展,催生了软硬结合板这一新产品。

    06-07 72浏览
  • 给初学者说说洞洞板的焊接技巧

    面包板与万能板的优缺点对比对比 万能板的焊接方法 对于元器件在万能板上的布局,大多数人习惯“顺藤摸瓜”,就是以芯片等关键器件为中心,其他元器件见缝插针的方法。这种方法是边焊接边规划,无序中体现着有序,效率较高。但由于初学者缺乏经验,所以不太适合用这种方法,初学者可以先在纸上做好初步的布局,然后用铅笔画到洞洞板正面(元件面),继而也可以将走线也规划出来,方便自己焊接。 对于万能板的焊接方法,一般是利用前面提到的细导线进行飞线连接,飞线连接没有太大的技巧,但尽量做到水平和竖直走线,整洁清晰如下图。 常用的飞线连接法 网上还流行一种方法叫锡接走线法,如下图所示,工艺不错,性能也稳定,但比较浪费锡。纯粹的锡接走线难度较高,受到锡丝、个人焊接工艺等各方面的影响。如果先拉一根细铜丝,再随着细铜丝进行拖焊,则简单许多。洞洞板的焊接方法是很灵活的,因人而异,找到适合自己的方法即可。 锡接走线法万能板的焊接技巧 很多初学者焊的板子很不稳定,容易短路或断路。除了布局不够合理和焊工不良等因素外,缺乏技巧是造成这些问题的重要原因之一。掌握一些技巧可以使电路反映到实物硬件的复杂程度大大降低,减少飞线的数量,让电路更加稳定。下面就笔者的经验谈谈洞洞板的焊接技巧。 1、初步确定电源、地线的布局 电源贯穿电路始终,合理的电源布局对简化电路起到十分关键的作用。某些洞洞板布置有贯穿整块板子的铜箔,应将其用作电源线和地线;如果无此类铜箔,你也需要对电源线、地线的布局有个初步的规划。 2、善于利用元器件的引脚 洞洞板的焊接需要大量的跨接、跳线等,不要急于剪断元器件多余的引脚,有时候直接跨接到周围待连接的元器件引脚上会事半功倍。另外,本着节约材料的目的,可以把剪断的元器件引脚收集起来作为跳线用材料。 3、善于设置跳线 特别要强调这一点,多设置跳线不仅可以简化连线,而且要美观得多,如下图。 4、善于利用元器件自身的结构 图a是矩阵键盘电路,图b是笔者焊接的矩阵键盘。这是一个利用了元器件自身结构的典型例子:图b中的轻触式按键有4只脚,其中两两相通,我们便可以利用这一特点来简化连线,电气相通的两只脚充当了跳线。读者可以对照图c好好体会一下。 图a图b图c 5、善于利用排针 笔者喜欢使用排针,因为排针有许多灵活的用法。比如两块板子相连,就可以用排针和排座,排针既起到了两块板子间的机械连接作用又起到电气连接的作用。这一点借鉴了电脑的板卡连接方法。 6、在需要的时候隔断铜箔 在使用连孔板的时候,为了充分利用空间,必要时可用小刀割断某处铜箔,这样就可以在有限的空间放置更多的元器件。 7、充分利用双面板 双面板比较昂贵,既然选择它就应该充分利用它。双面板的每一个焊盘都可以当作过孔,灵活实现正反面电气连接。 8、充分利用板上的空间 芯片座里面隐藏元件,既美观又能保护元件 菜鸟与老手搭的电路板,一对比吓一跳! 入门级的新人搭出来的板是这样的▼ 老手搭出来的板是这样的▼ 当然还有牛人不用板子也能搭得很漂亮 还有神人能搭出超级复杂的东西 老外在万能板上用逻辑门搭建出一颗CPU…简直是帅呆了! 下面讲讲万能板搭建电路的基本步骤和方法 1 准备工作 1、原理图绘制与仿真 要点: (1)电路分块,为布局和焊接提供大致的电路功能划分 (2)关键点的参数【每个电路块的输入、输出,特殊点等】为电路调试提供参理论考值 2、准备元器件 要点: (1)核对元件值与标号,不要遗漏 (2)元器件、耗材等准备齐全再动手,切忌临时东拉西扯 (3)尽可能焊接前将元件测试一遍 3、准备工具 电烙铁必须要选好,建议用恒温焊台 4、安装铜柱 四角安装铜柱(或螺丝)能有效防止焊接面意外短路 2 预布局 1、安排重要元件、接口器件 布局要合理、方便操作、紧凑、便于连线与焊接 2、考虑信号流向 信号在电路板上应尽可能顺序流动,避免交叉 3、记录布局,拆除元件 用铅笔记录关键元件位置、大致布局及信号流向 3 搭建电源部分 1、搭建电源部分 先焊接和调试电源电路,是保证整体正常的第一步 良好的布局才能让走线十分轻松、容易 电源部分必须先调试和测试通过,才能进行后续电路搭建 2、搭建信号处理部分 一般先从信号流的源头部分开始搭建,按照顺序边搭边测 搭完一个电路模块后要立刻进行测试,与仿真或理论值对比 一定要分模块搭建,测试同时进行,切忌一口气全部焊完 本模块测试完全正确后,再进行相邻模块的搭建和测试工作 按照类似方法,依次搭建其余电路模块(同时进行测试) 3、完成焊接 检查焊点、对不良焊点修正、润色,整理混乱导线,收尾 4、整体电路测试 功能、指标(如精度等)测试,验证与总体设计目标相符 4 资料整理 1、绘制正式电路图 (1)是否有改动?若有改动,要反映到最终电路图上。 (2)标出关键测试点。 2、测试报告 (1)整理原始测试数据,制成表格 (2)得出误差、精度等指标,与理论值对比 (3)指标和功能是否达到了预期设计要求? 5 合格电路搭建作品欣赏 优秀作品 = 完整性、独立性、美观性、可测性 

    06-07 53浏览
  • 什么是刻蚀,几种工艺案例

    微纳加工刻蚀工艺简介 微纳加工是一种高度精密的制造技术,用于制造微小尺寸的结构和器件,通常在微米(百万分之一米)和纳米(十亿分之一米)尺度范围内。这种技术在许多领域中都有应用,包括电子、光学、生物医学、纳米技术和材料科学等。 微纳加工的高精度和精确度,可以在微米和纳米尺度上精确控制材料的形状和结构,这使得制造微小器件和结构成为可能。那么刻蚀作为其中关键的一环,如何合理选用刻蚀方式,达到理想效果也成为关键。 图1 微纳加工刻蚀工艺图 1 什么是刻蚀 刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法,有选择地把没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜层除去,从而在薄膜上得到和抗蚀剂膜上完全一致的图形, 它在整个半导体工艺中是至关重要的一个步骤。随着微制造工艺的发展, 也衍生出了许多刻蚀方式,为微纳加工开辟了更多可能。 刻蚀的方式有哪些 图2 刻蚀方式分类图 2 主要刻蚀方式 在微纳加工中,了解加工工艺及设备的原理和特点十分重要,以下将着重介绍刻蚀的主要方式和相关设备。 湿法刻蚀 湿法刻蚀的原理 湿法刻蚀是传统的刻蚀方法。湿法刻蚀通过将样片浸泡在一定的化学试剂或试剂溶液中,使没有被抗蚀剂掩蔽的部分薄膜表面与试剂发生化学反应来达到除去效果。 湿法刻蚀的特点 主要特点:各向同性,不易控制。 图3 湿法刻蚀各向同性 湿法刻蚀的操作简便、对设备要求低、易于实现大批量生产,并且刻蚀的选择性也好。 湿法刻蚀的各向异性较差,横向钻蚀严重使所得的刻蚀剖面呈圆弧形,甚至使精确控制图形尺寸变得困难。对于采用微米级和亚微米量级线宽的超大规模集成电路,刻蚀方法必须具有较高的各向异性特性,才能保证图形的精度。 湿法刻蚀的应用 从半导体制造业一开始,湿法刻蚀就与硅片制造紧密相连。湿法刻蚀在漂去氧化硅、去除残留物、表层剥离以及大尺寸图形刻蚀应用等方面起着重要作用。 与干法刻蚀相比,湿法刻蚀的好处在于对下层材料具有高的选择比,对器件不会带来等离子体损伤,有着广泛的应用。 图4 几种湿法应用案例 干法刻蚀 干法刻蚀的原理 干法刻蚀是利用气相中的化学或物理反应来去除材料表面的刻蚀工艺。其中最常见的干法刻蚀包括物理刻蚀(离子束刻蚀,IBE)、等离子刻蚀(如反应离子刻蚀,RIE)。 干法刻蚀的特点 主要特点:各向异性蚀刻,图形的保真性高。 图5 干法刻蚀效果图 当气体以等离子体形式存在时,它具备两个特点。第一个特点,等离子体中的这些气体化学活性比常态下时要强很多,根据被刻蚀材料的不同,选择合适的气体,就可以更快地与材料进行反应,实现刻蚀去除的目的。第二个特点,等离子气体还可以利用电场对等离子体进行引导和加速,使其具备一定能量,当其轰击被刻蚀物的表面时,会将被刻蚀物材料的原子击出,从而达到利用物理上的能量转移来实现刻蚀的目的。因此,干法刻蚀是晶圆片表面物理和化学两种过程平衡的结果。 3 干法刻蚀的机制 干法蚀刻的三种主要机制: 物理干法蚀刻:加速粒子对晶圆表面的物理磨损。 化学干法蚀刻:气体与晶圆表面发生化学反应。 化学、物理干法蚀刻:具有化学特性的物理蚀刻工艺。 实际运用中常用类型为物理刻蚀与化学物理刻蚀,以下着重介绍实际常用类型及相关设备。 物理刻蚀:离子束刻蚀IBE 图6 IBE 设备原理图 图7 IBE 设备核心离子源结构一览 IBE刻蚀的原理 IBE刻蚀设备采用离子束刻蚀技术,其原理基于离子和固体表面的相互作用。具体而言,离子束通过控制系统加速并聚焦,然后瞄准待刻蚀的样品表面。离子束在与样品表面相撞时,会发生多种相互作用,包括散射、表面反射、电子激发和离子抑制等。其中,离子抑制是IBE刻蚀设备的核心原理。 IBE刻蚀的优势 高精度:IBE刻蚀设备能够实现纳米级结构的制作,具有较高的刻蚀精度和表面光洁度。 高选择性:IBE刻蚀设备可以选择性地刻蚀不同材料,而不对其他材料产生影响,从而实现复杂器件的制作。 无损伤:IBE刻蚀设备采用非接触式刻蚀方式,不会对样品表面造成机械或热力学损伤。 高效率:IBE刻蚀设备工作速度快,能够在较短的时间内完成大面积的刻蚀。 IBE刻蚀的应用 IBE刻蚀设备作为一种基于离子束刻蚀技术的加工设备,具有高精度、高选择性、无损伤和高效率的优势。广泛应用于半导体、微电子和光电子等领域。它可以用于制作纳米级结构的晶体管、光学器件、传感器等微电子器,以及光栅、光波导等光电子器件。通过不断的创新和改进,IBE刻蚀设备将进一步推动微纳加工技术的发展。 图8 IBE 刻蚀成果图 化学物理刻蚀:反应离子刻蚀RIE 图9 RIE 设备原理图 RIE刻蚀的原理 反应离子刻蚀RIE是一种利用化学反应和物理离子轰击作用进行刻蚀的技术。在RIE中,整个真空壁接地作为阳极,而阴极是功率电极。阴极侧面的接地屏蔽罩可以防止功率电极受到溅射。待刻蚀的基片放置在功率电极上,腐蚀气体在反应室中充满,并在高频电场的作用下加速。 这些被加速的杂散电子与气体分子或原子发生随机碰撞,当电子的能量足够大时,会发生非弹性碰撞,产生二次电子发射。这些二次电子进一步与气体分子碰撞,激发或电离气体分子,引起电离和复合的激烈反应。当电子的产生和消失过程达到平衡时,放电能继续不断地维持下去。由非弹性碰撞产生的离子、电子及游离基(游离态的原子、分子或原子团)也称为等离子体,具有很强的化学活性,可以与被刻蚀样品表面的原子起化学反应,形成挥发性物质,达到腐蚀样品表层的目的。 同时,由于阴极附近的电场方向垂直于阴极表面,高能离子在一定的工作压力下,垂直地射向样品表面,进行物理轰击,使得反应离子刻蚀具有很好的各向异性。这种技术在半导体集成电路的蚀刻工艺中非常重要,它通过切断保护膜物质的化学键,使之产生低分子物质,挥发或游离出板面,从而去除不需要的集成电路板上的保护膜。 RIE刻蚀的优势 各向异性好、选择比高、可控性、灵活性、重复性好。 RIE刻蚀的应用 RIE刻蚀能够实现良好的形貌控制能力、较高的选择比和可接受的刻蚀速率,广泛应用于集成电路、声表面波器件以及生物器件等领域。 图10 RIE 刻蚀成果图 化学物理刻蚀:感应耦合等离子刻蚀ICP 图11 ICP 设备原理图 ICP刻蚀的原理 ICP感应耦合等离子刻蚀的等离子体与材料表面发生反应,主要有两种形式,一种是化学反应,另一种是物理反应。 ICP刻蚀是利用高频电场激励气体形成等离子体,通过等离子体与材料表面反应来实现微纳加工的过程。ICP等离子刻蚀的等离子体产生主要有两种方式,一种是通过射频电场激励气体,另一种是通过微波电场激励气体。 ICP刻蚀的优势 图形保真度和分辨率高:干法刻蚀能够提供高质量的图形,这得益于其在微观层面的精细控制能力。 适用范围广:干法刻蚀可以用于刻蚀难以通过湿法处理的薄膜,如氮化硅等。 清洁性好:生成的气态物质可以被有效抽出,减少了环境污染和化学品的处理成本。 良好的刻蚀均匀性和选择性:干法刻蚀能够在不同层之间以及同一层的不同区域保持刻蚀的一致性和准确性。 化学制品使用较少:相比湿法刻蚀,干法刻蚀使用的化学制品较少,从而降低了处理成本。 ICP刻蚀的应用 1. 微电子加工:ICP刻蚀是制备微电子器件的重要技术之一,可以实现高精度、高选择性、高效率的微纳加工,如制备MEMS器件、光电器件、集成电路器件等。 2. 生物芯片制备:ICP刻蚀可以实现生物芯片的制备,如微流控芯片、生物传感器等,可以实现对微米级别的生物样品的处理和检测。 3. 纳米加工:ICP刻蚀可以实现纳米级别的加工,如制备纳米结构、纳米管等,可以应用于光子学、电子学、生物医学等领域。 图12 ICP刻蚀设备成果图 常见的刻蚀技术还包括深反应离子刻蚀(DRIE)、激光刻蚀(laser etching)等。 图13 其他刻蚀方式成果展示 4 小结 在不断发展的科技环境下,我们需要开发不同的工艺方式,也可以组合一些工艺方式,实现不同的需求和效果。 在微纳加工和半导体集成的制程中要根据实际需求选择合适的工艺方式以及工艺设备,以满足刻蚀精度和工艺效果。 图14 干湿法结合刻蚀的成果图 主要参考文章: 半导体芯片工艺-刻蚀工艺,知乎:Seeker 半导体八大工艺之刻蚀工艺-干法刻蚀,知乎:柯一微 芯片制造的刻蚀工艺科普,知乎:失效分析 刻蚀技术,百度百科 SENTECH公司 LEUVEN公司 声明:本文由半导体材料与工艺转载,仅为了传达一种观点,并不代表对该观点的赞同或支持,若有侵权请联系小编,我们将及时处理,谢谢。

    06-07 77浏览
  • CoWoS封装是什么技术?

    芯片封装由 2D 向 3D 发展的过程中,衍生出多种不同的封装技术。其中,2.5D 封装是一种先进的异构芯片封装,可以实现从成本、性能到可靠性的完美平衡。 目前 CoWoS 封装技术已经成为了众多国际算力芯片厂商的首选,是高端性能芯片封装的主流方案之一。我们认为,英伟达算力芯片的需求增长大幅提升了 CoWos 的封装需求,CoWos 有望进一步带动先进封装加速发展。 CoWos 技术是高端性能封装的主流方案全球各大厂对纷纷对先进封装技术注册独立商标。近年来,在先进封装飞速发展的背景下,开发相关技术的公司都将自己的技术独立命名注册商标,如台积电的 lnFO、CoWoS,日月光的 FoCoS,Amkor 的 SLIM、SWIFT,三星的 I-Cube、H-Cube 以及 Intel 的 Foveros、EMIB 等。台积电的 CoWos 技术是高端性能封装的主流方案之一。我们认为,随着 2.5D 和 3D 封装解决方案变得越来越复杂,先进封装主要参与者的封装组合也在增加。根据 Yole《High End Performance Packaging 2022》,高端性能封装平台包括例如超高密度扇出型封装(UHD FO)、嵌入式硅桥(Embedded Si Bridge)、硅中介层(Si Interposer)、三维堆栈内存(3D StackMemory)以及 3D SoC 技术。嵌入式硅桥有两种解决方案:LSI(台积电)和 EMIB(英特尔)。硅中介层技术包括台积电的 CoWoS、三星的 X-Cube以及英特尔的 Foveros 等解决方案。EMIB 与 Foveros 的结合产生了 CoEMIB 技术,主要应用于英特尔的 Ponte Vecchio 平台。三维堆栈内存分为三类,分别为 HBM、3DS 和 3D NAND 堆栈。CoWoS 的主要优势是节约空间、增强芯片之间的互联性和降低功耗。在过去十年,CoWoS 封装已经经过了五代的发展。目前采用 CoWoS 封装的产品主要分布于消费领域和服务器领域,包括英伟达、AMD 等推出的算力加速卡。CoWoS 被应用于制造英伟达 GPU 所需要的工艺流程中,具备高技术壁垒特点,目前需求较大。同时,CoWoS平台为高性能计算应用提供了同类最佳的性能和最高的集成密度。这种晶圆级系统集成平台可提供多种插层尺寸、HBM 立方体数量和封装尺寸。它可以实现大于 2 倍封装尺寸(或约 1,700 平方毫米)的中阶层,集成具有四个以上 HBM2/HBM2E 立方体的领先 SoC 芯片我们认为,CoWoS 封装技术具备高集成度、高性能、芯片组合灵活性以及优秀稳定性与可靠性等特点,随着技术的不断进步和市场需求的增长,CoWoS 封装技术有望在未来继续取得突破,并在多重领域中得到应用。CoWoS 工艺流程包含多项步骤,根据中国台湾大学资料,我们总结CoWoS 封装流程可大致划分为三个阶段。在第一阶段,将裸片(Die)与中介层(Interposer)借由微凸块(uBump)进行连接,并通过底部填充(Underfill)。在第二阶段,将裸片(Die)与载板(Carrier)相连接,根据艾邦半导体网,封装基板(载板)是一类用于承载芯片的线路板,属于 PCB 的一个技术分支,也是核心的半导体封测材料,具有高密度、高精度、高性能、小型化及轻薄化的特点,可为芯片提供支撑、散热和保护的作用,同时也可为芯片与 PCB 母板之间提供电气连接及物理支撑。在裸片与载板相连接后,利用化学抛光技术(CMP)将中介层进行薄化,此步骤目的在于移除中介层凹陷部分。在第三阶段,切割晶圆形成芯片,并将芯片连结至封装基板。最后加上保护封装的环形框和盖板,使用热介面金属(TIM)填补与盖板接合时所产生的空隙。CoWoS 封装技术应用广泛,目前主要应用于高性能计算、通信网络、图像处理以及汽车电子等相关领域。在高性能计算领域,CoWoS 封装具备整合多个处理器芯片、高速缓存和内存于同一封装中的能力,从而实现卓越的计算性能和数据吞吐量,这一特性在数据中心、超级计算机和人工智能应用领域具有突出的重要性,目前 CoWoS 产品聚焦于具备 HBM 记忆模块的高端产品。目前随着 Ai 浪潮兴起,高性能加速卡在需求端大幅上升,CoWoS 主要针对高性能计算(HPC)市场,需求量较大。本文观点摘自甬兴证券的研究报告。

    06-05 99浏览
  • 芯片技术基础知识:详解MPW与Corner

    聚焦芯片、应用系统、行销技能的服务号

    05-24 193浏览
  • 什么是LowKCu工艺?

    本文主要讨论的什么是LowK Cu工艺。

    05-24 95浏览
  • 晶圆的抛光方法有哪些?

    为什么要把晶圆打磨的这么光滑? 晶圆的最终命运是被切成一枚枚芯片(die),封装在暗无天日的小盒子里,只露出几枚引脚,芯片会看阈值,阻值,电流值,电压值,就是没人看它的颜值,我们在制程中,反复给晶圆打磨抛光, 还是为了满足生产中的平坦化需要,尤其是在每次做光刻时,晶圆的表面一定要极致的平坦,这是因为随着芯片制程的缩小,光刻机的镜头要实现纳米级的成像分辨率,就得拼命增大镜片的数值孔径(Numerical Aperture),但这同时会导致焦深(DoF)的下降,焦深是指光学成像的聚焦深度,要想保证光刻图像清晰不失焦,晶圆表面的高低起伏,就必须落在焦深范围之内。简单说就是光刻机为了提高成像精度,牺牲了对焦能力,像新一代的EUV光刻机,数值孔径0.55,但垂直方向上的焦深,总共只有45纳米,光刻时的最佳成像区间则会更小。假如放上去的晶圆不够平坦,厚度不平均,表面有起伏,就会导致高低处的光刻出问题。 当然也不只有光刻才会要求晶圆表面的丝滑,还有很多造芯片的工序,都需要打磨晶圆,湿法刻蚀后要打磨,紧致腐蚀的粗糙面,方便涂胶沉积,浅槽隔离(STI)后要打磨,磨平多余的氧化硅完成沟槽填充,金属沉积后要打磨,去除溢出的金属层,防止器件短路。因此一枚芯片的诞生,中间要经历很多次打磨来降低晶圆的粗糙度和高低起伏,去除表面多余的物质,另外晶圆上各种工艺问题,导致的表面缺陷(defect),经常也要等到每次打磨完成后,才会暴露出来,所以负责研磨的工程师责任重大,他们既是芯片制程中承上启下的C位,也是生产会议中接盘背锅的T位,他们既要会湿法刻蚀,又得懂物理输出,因为芯片厂最主要的抛光技术。 晶圆的抛光方法有哪些? 抛光工艺根据抛光液和硅片表面间的作用在原理上可分为以下3大类。 1.机械抛光法机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,特殊零件如回转体表面,可使用转台等辅助工具,表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度,是各种抛光方法中高的。光学镜片模具常采用这种方法。 2.化学抛光法化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解,从而得到平滑面。这种方法的主要优点是不需复杂设备,可以抛光形状复杂的工件,可以同时抛光很多工件,效率高。化学抛光的核心问题是抛光液的配制。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。 3.化学机械抛光法(CMP)前两种抛光法都有自己独特的优点,若将这两种方法结合起来,则可在工艺上达到优缺互补的效果。化学机械抛光采用将机械摩擦和化学腐蚀相结合的工艺,在CMP工作过程中,CMP用的抛光液中的化学试剂将使被抛光基底材料氧化,生成一层较软的氧化膜层,然后再通过机械摩擦作用去除氧化膜层,这样通过反复的氧化成膜-机械去除过程,从而达到了有效抛光的目的。 当前化学机械抛光(CMP)领域面临一些挑战和问题,这些问题包括技术性、经济性和环境可持续性等方面: (1)工艺一致性:实现CMP过程的高度一致性仍然是一个挑战。即使在同一生产线上,不同批次之间或不同设备之间的工艺参数可能存在微小差异,影响最终产品的一致性。 (2)新材料适应性:随着新材料的不断涌现,CMP技术需要不断适应新材料的特性。一些先进材料可能对传统CMP工艺不够兼容,需要开发适应性更强的抛光液和磨料。(3)尺寸效应:随着半导体器件尺寸的不断缩小,尺寸效应带来的问题变得更为显著。在微小尺寸下,表面平整度的要求更高,因此需要更精密的CMP工艺。 (4)材料去除率控制:在一些应用中,对不同材料的精确去除率控制变得尤为关键。确保不同层材料在CMP过程中的去除率一致性对于制造高性能器件至关重要。(5)环境友好:CMP过程中使用的抛光液体和磨料可能包含一些环境有害的成分。研究和开发更环保、可持续的CMP工艺和材料是一个重要的挑战。 (6)智能化与自动化:CMP系统的智能化和自动化程度逐渐提高,但仍需应对复杂多变的生产环境。如何实现更高程度的自动化和智能监测,以提高生产效率,是一个需要解决的问题。 (7)成本控制:CMP工艺涉及到高昂的设备和材料成本。制造商需要在提高工艺性能的同时,努力降低生产成本,以保持市场竞争力。 

    05-23 97浏览
  • BCD工艺隔离技术常见问题解答

    针对高低边驱动,电机驱动,电源,BMS相关芯片,都基于BCD工艺

    05-22 120浏览
正在努力加载更多...
EE直播间
更多
广告