IC生产流程—讲课稿.docVIP

IC= Integrated Circuit集成电路 电子元器件的相关概念和分类分类电子元器件分两类：半导体器件和电子元件半导体器件包括：半导体分立器件，半导体集成电路，特殊功能的半导体器件，其它器件。电子元件包括：电阻，电容，电感/线圈，电位器，变压器，继电器，传感器，晶体，开关，电池/电源，接插件/连接器，其他电子元件。半导体集成电路 Integrated Circuit集成电路 一般来说我们对IC 的概念只停留在它是芯片或集成电路，或者是外观五花八门的小小的东西上面。对它究竟是什么？它是怎么来？它为什么外表各种各样？大家知道，随着科学技术的发展和不断提高，我们现在卖的芯片在我们的生活中无处不在，和我们的生活息息相关。举个例子来说吧，大到宇宙飞船，人造卫星，小到我们家里的电动玩具，里面都有芯片的存在。这就体现了芯片对人类生活的重要性。一个产品，一般都要经过如下几个过程，从设计开发到制造，最后到用户手上。我们处在IC这个行业中，也是一样的。虽然我们现在仅仅是在销售这个环节上，但我看来，我们应该对整个IC的产生的过程都要有所了解。IC这个制造过程我们可以把它分为上，中，下三游。上游是IC设计，（包括逻辑设计，电路设计和图形设计）；中游是光刻（或光造）和晶圆的制造；下游是封装和成品测试；其中中游这一块即晶圆的制造是技术工艺最复杂，投资最大的地方，因此很多设计厂商都会拿到专门的晶圆制造厂去制造芯片。在台湾有2个较大的晶圆制造厂（晶圆代工厂），一个是台积电（台湾积体电路制造股份有限公司），另一个是台联电。其中台积电是世界上最大的晶圆制造厂。在中国大陆也有一个很大的晶圆制造厂，即中芯国际， 1、IC的设计：设计分为三个阶段：逻辑设计，电路设计，图形设计 （1）功能描述 要完成一个完整的集成电路芯片，首先要对这一个芯片做完整的功能描述。（2）逻辑设计（以二进制为原理的数字电路） 逻辑设计之目的是用已有的基本逻辑单元，将描述电路功能的数学函数进一步的具体化，使所有的功能描述皆能以实际可执行的电路模块来完成，并要经过检验，确定所设计的逻辑没有问题。 （3）电路模拟分析 逻辑设计完成后，接着要将每一个逻辑单元，转化成实际的电路组件符号（就是电阻，电容之类的），再将这些组件符号进行组合，形成真正的电路，再进行一次检测（这时会有一个检测结果）。 （4）电路布局—tape out Tape Out即“产品定案”,是半导体芯片制造过程中的关键一步,制造一款芯片所需要的数据将在此期间全部送至制造厂 大家都知道硅是一种半导体，它可以通电也可以绝缘，在芯片的生产中大多数的人选择用硅来做为原料，为什么呢?是因为硅是世界上第二丰富的元素，分布广，它占整个地壳的四分之一，连我们平时随处可见的沙子里面都含有硅。 先要将硅矿提炼成多晶硅，再将多晶硅放入石英炉里。同时用加热器将石英炉加热，让多晶硅慢慢的融化，等到多晶硅充分融化后便在石英炉中插入一根石英棒慢慢的将纯净的单晶硅从石英炉中拉出来，让其冷却。这个过程就有点象我们小的时候吃转转糖时会看到的情形。首先将黄糖放入锅中加热，糖就会慢慢的软化成为很有粘性的物质，再用跟棍子插入锅中将糖慢慢的拎出来，冷却后从棍端到锅中间就会形成一个糖柱。那么单晶硅被拉出来后也就形成了个圆柱状。但因为惧怕灰尘的颗粒导致生产的芯片失去效力。整个制作过程是需要在洁净室完成的。而被拉出来的单晶硅还是不规则的还需要打磨。打磨后还要用金刚石将它切割成一定的厚度后，这之后就形成了WAFER。 那么晶圆为什么会得到这么个名字呢，其实很简单就是因为经过切割后它形状象个圆形，故被叫做晶圆光刻（俗称流片，即先设计好电路图，通过激光暴光，刻到晶圆的电路单元上）5， 一旦完成芯片制作过程，硅圆片在金刚石切割机床上被分切成单个的芯片，到此的单个芯片被称为“”（DIE）。将每个分隔放置在一个无静电的平板框中，并传送至下一步，被插装进它的封装中。谈到晶圆，有两个因素是必需要提及的，一个是线宽:现在在芯片的制作中线宽小到了微米，线宽越小，能连接的元器件就越多，因此实现的功能就越强大。 晶圆的直径:晶圆的直径越大，同一晶圆上可以制成的IC就越多，成本就可以降低。现在有生产4英寸的晶圆，6英寸的晶圆，8英寸的晶圆和12英寸的晶圆。 foundry（加工厂）A、生产晶圆的厂家可以不是原设计的厂家如果客户说他收到的片子上显示的厂家和这个被解剖开的晶圆上的厂家不是一致的，我们也可以跟他解释说片子外观上的是封装厂的代码，而这个晶圆上的是晶圆生产厂的代码，生产晶圆的厂家可以不是原设计的厂家，因此这不能证明任何问题。如果客户扯到片子的型号标识不一样，我们也可以告诉客户片子上的型号标识是封装厂注明的，而晶圆上的可以是晶圆生产厂的版权专利标识，因此这个不一样也是很正常的。并不