Introducción y detalles de la oblea
Introducción básica
El material original de la oblea es silicio, y hay dióxido de silicio inagotable en la superficie de la corteza terrestre. El mineral de dióxido de silicio se refina en un horno de arco eléctrico, se clora con ácido clorhídrico y se destila para producir silicio policristalino de alta pureza con una pureza de hasta 99,999999999. A continuación, la planta de fabricación de obleas funde el silicio policristalino, coloca cristales semilla en la masa fundida y luego los extrae lentamente para formar una varilla cilíndrica de silicio monocristalino. Dado que la varilla de silicio está orientada según un plano cristalino, se generan gradualmente determinados cristales semilla. la materia prima de silicio fundido. Este proceso se llama "cristalización". Después de cortar el lingote de silicio en segmentos, enrollarlo, rebanarlo, biselarlo, pulirlo, grabarlo con láser y empaquetarlo, se convierte en la materia prima básica para las fábricas de circuitos integrados: las obleas de silicio, que son “obleas”. Materias primas básicas
El silicio se refina a partir de arena de cuarzo. La oblea es el elemento de silicio que se purifica (99,999). Luego, una parte del silicio puro se convierte en varillas de cristal de silicio para convertirlas en cuarzo para fabricar circuitos integrados. se fabrican a partir de fotograbado, pulido, corte y otros procedimientos. El silicio policristalino se funde y se extrae de varillas de silicio monocristalino, que luego se cortan en finas obleas. Escuchará sobre una fábrica de obleas de unas pocas pulgadas. Si el diámetro de la oblea de silicio es mayor, significa que la fábrica de obleas tiene mejor tecnología. También existe una tecnología de escalado que puede reducir el tamaño de los transistores y los cables. Ambos métodos pueden producir más granos de silicio en una oblea, mejorando la calidad y reduciendo los costos. Esto significa que entre las obleas de 6, 8 y 12 pulgadas, las de 12 pulgadas tienen mayor capacidad de producción. Por supuesto, en el proceso de producción de obleas, el rendimiento es una condición muy importante. Proceso de fabricación
La planta de fabricación de obleas funde una gran cantidad de silicio, luego coloca semillas de cristales en la masa fundida y luego los extrae lentamente para formar una varilla cilíndrica de silicio monocristalino. La varilla de cristal se genera gradualmente. un cristal semilla con una determinada orientación del plano cristalino en la materia prima de silicio fundido. Este proceso se denomina "cristalización". Después de cortar el lingote de silicio en segmentos, enrollarlo, rebanarlo, biselarlo, pulirlo, grabarlo con láser y empaquetarlo, se convierte en la materia prima básica para las fábricas de circuitos integrados: las obleas de silicio, que son "obleas". Proceso de fabricación Limpieza de la superficie
La superficie de la oblea está protegida por una capa de aproximadamente 2 um de Al2O3 y se debe realizar un grabado químico y una limpieza de la superficie antes de la producción. Oxidación inicial
Existe un método de oxidación térmica para generar una capa tampón de SiO2, que se utiliza para reducir el estrés de oxidación del Si3N4 en la oblea en la tecnología de oxidación posterior: oxidación seca Si (sólido) O2 à SiO2 (sólido) y oxidación húmeda Si(sólido) 2H2O à SiO2(sólido) 2H2. La oxidación seca se utiliza generalmente para formar películas de dióxido de silicio de compuerta, que requieren películas delgadas con bajos niveles de energía de interfaz y densidades de carga fijas. La velocidad de formación de película de la oxidación seca es más lenta que la de la oxidación húmeda. La oxidación húmeda se utiliza a menudo para formar películas de dióxido de silicio relativamente gruesas para el aislamiento de dispositivos. Cuando la película de SiO2 es delgada, el espesor de la película es proporcional al tiempo. Cuando la película de SiO2 se vuelve más espesa, el espesor de la película es proporcional a la raíz cuadrada del tiempo. Por lo tanto, para formar una película de SiO2 más espesa, se requiere un tiempo de oxidación más prolongado. La velocidad de formación de la película de SiO2 depende del número de oxidantes como los grupos O2 y OH que se difunden a través de la película de SiO2 y alcanzan la superficie del silicio. Durante la oxidación húmeda, el coeficiente de difusión en la película de SiO2 a base de OH es mayor que el del O2. Durante la reacción de oxidación, la superficie de Si se mueve hacia la capa profunda y la distancia es 0,44 veces el espesor de la película de SiO2. Por lo tanto, para películas de SiO2 con diferentes espesores, la profundidad de la superficie de Si después de la eliminación también es diferente. La película de SiO2 es transparente y el espesor de la película se estima mediante interferencia de luz. El período de este color de interferencia es de aproximadamente 200 nm. Si se conoce de antemano el número de interferencias, se puede estimar correctamente. Para otras películas transparentes, si se conoce el índice de refracción, la fórmula también se puede utilizar para calcular (dSiO2)/(dox)=(nox)/(nSiO2). Cuando la película de SiO2 es muy delgada, no se puede ver ningún color de interferencia, pero la hidrofobicidad del Si y la hidrofilicidad del SiO2 se pueden usar para determinar si existe la película de SiO2. También se puede medir con un medidor de película de interferencia o un elipsómetro. La densidad del nivel de energía y la densidad de carga fija en la interfaz SiO2 y Si se pueden obtener a partir de las características de capacitancia del diodo MOS.
La densidad del nivel de energía de la interfaz del Si en el plano (100) es la más baja, aproximadamente del orden de 10E 10-- 10E 11/cm ?2.eV-1. (100), hay más cargas fijas en la película de óxido y la densidad de carga fija se convierte en el factor principal que afecta el umbral.
CVD térmico
CVD térmico (HotCVD)/(thermalCVD)
Este método tiene una alta productividad y un buen recubrimiento tipo escalera (sin importar cuán desigual sea , La superficie del agujero profundo también reacciona y el gas puede llegar a la superficie y adherirse a la película), etc., por lo que es extremadamente versátil. El principio de formación de películas, por ejemplo, los haluros metálicos volátiles (MX) y los compuestos orgánicos metálicos (MR) forman nitruros y óxidos en el sustrato a través de reacciones químicas en fase gaseosa (descomposición térmica, reducción de hidrógeno, oxidación, reacciones de sustitución, etc.) a altas temperaturas, carburo, siliciuro, boruro, metal de alto punto de fusión, metal, semiconductor y otros métodos de película delgada. Debido a que sólo reacciona a altas temperaturas, sus usos son limitados. Sin embargo, en sus campos aplicables, se puede obtener una película de material densa y de alta pureza, y la fuerza de adhesión es extremadamente fuerte, si se controla cuidadosamente, se puede obtener una película estable. y tentáculos (a corto plazo) se pueden producir fácilmente fibra), etc., por lo que su rango de aplicación es extremadamente amplio. Los métodos de CVD térmico también se pueden dividir en presión normal y presión baja. El CVD de baja presión es adecuado para procesar múltiples sustratos al mismo tiempo y la presión generalmente se controla entre 0,25 y 2,0 Torr. El silicio policristalino utilizado como electrodo de puerta suele ser SiH4 o Si2H utilizando el método HCVD. Se deposita por descomposición térmica del gas (alrededor de 650°C). La película de nitruro de silicio utilizada para el aislamiento del dispositivo mediante oxidación selectiva también se genera mediante el método CVD de baja presión, utilizando la superficie de reacción de amoníaco y SiH4 o Si2H6. La película de SiO2 como capa aislante está hecha de SiH4 y O2 a una temperatura de. 400-4500oC SiH4 O2-SiO2 2H2 se forma bajo la condición de Si(OC2H5)4 (TEOS: tetra etoxi silanc) y O2 a una temperatura alta de aproximadamente 750 oC. Esta última es la película de SiO2 formada por TEOS y tiene un buen paso. Ventajas de cobertura de superficies laterales. En el primero, se introduce gas PH3 durante la deposición para formar vidrio de silicato de fósforo (PSG: vidrio de silicato de fósforo), y se introduce gas B2H6 para formar una película de BPSG (vidrio de silicato de boro?fósforo). Estos dos materiales de película delgada tienen buena fluidez a altas temperaturas y se usan ampliamente como películas aislantes entre capas con buena planitud superficial. Tratamiento térmico
Antes de recubrir el fotoprotector, cubra la superficie del sustrato limpia con un potenciador de adhesión o coloque el sustrato en un gas inerte para realizar un tratamiento térmico. Este tratamiento tiene como objetivo aumentar la adhesión entre el fotoprotector y el sustrato, evitar que el patrón de protector se caiga durante el revelado y evitar el grabado lateral durante el grabado húmedo. El fotorresistente se recubre mediante un rotor de pegamento cuya velocidad de rotación y tiempo de giro se pueden ajustar libremente. Primero, use el método de succión al vacío para succionar el sustrato sobre la ventosa del girador de pegamento, deje caer el fotorresistente con cierta viscosidad sobre la superficie del sustrato y luego haga girar el pegamento a la velocidad y el tiempo establecidos. Debido a la acción de la fuerza centrífuga, el fotorresistente se extiende uniformemente sobre la superficie del sustrato y el exceso de fotorresistente se elimina para obtener una película de fotorresistente de cierto espesor. El espesor de la película del fotorresistente está determinado por la viscosidad del fotorresistente. y la viscosidad del fotoprotector para controlar la velocidad. El llamado fotorresistente es un material sensible a la luz, a los haces de electrones o a los rayos X, es soluble en el revelador y resistente a la corrosión. En términos generales, el pegamento de tipo positivo tiene alta resolución, mientras que el pegamento de tipo negativo tiene las características de sensibilidad y buen rendimiento de unión con la capa subyacente. El proceso de fotolitografía depende de los gráficos finos (resolución, claridad) y de la precisión del posicionamiento (precisión de superposición) con los gráficos en otras capas. Por lo tanto, si tienes un buen fotorresistente, también debes tener un buen sistema de exposición. Eliminación de nitruro de silicio
Aquí, la oxidación seca se utiliza para eliminar la implantación de iones
La implantación de iones inyecta iones de boro (B 3) en el sustrato a través de la película de SiO2. El método para formar un pozo tipo P consiste en utilizar un campo eléctrico para acelerar los iones de impureza e inyectarlos en el sustrato de silicio.
La característica del método de implantación de iones es que puede controlar con precisión la distribución de impurezas de baja concentración que es difícil de obtener mediante el método de difusión. En la fabricación de circuitos MOS, el truncamiento de canales para evitar canales parásitos en el proceso de aislamiento del dispositivo, el dopaje de canales para ajustar el voltaje umbral, la formación de pozos CMOS y la formación de regiones de fuente y drenaje deben doparse mediante implantación de iones. El método de implantación de iones generalmente ioniza las impurezas que se incorporarán al semiconductor en una fuente de iones y luego acelera los iones seleccionados después de pasar por el polo magnético de análisis de masas y luego los inyecta en el sustrato. Tratamiento de recocido
Retire el fotoprotector y colóquelo en un horno de alta temperatura para realizar un tratamiento de recocido para eliminar los defectos de la red y la tensión interna en la oblea para restaurar la integridad de la red. Permite que los átomos dopantes implantados se difundan en sitios alternativos, produciendo propiedades eléctricas. Retire la capa de nitruro de silicio
Utilice ácido fosfórico caliente para eliminar la capa de nitruro de silicio, dope con iones de fósforo (P 5), forme un pozo tipo N y aumente el espesor de la película de SiO2 original para evitar n en el siguiente paso. Las impurezas tipo se inyectan en el pozo tipo P.
Eliminar la capa de SIO2
Tratamiento de recocido, luego usar HF para eliminar la capa de SiO2. Método de oxidación seca
El método de oxidación seca produce una capa de SiO2 y luego LPCVD deposita una capa de nitruro de silicio. En este momento, la superficie del pozo P ha estado más baja que el nivel de la superficie del pozo N debido al crecimiento y grabado de la capa de SiO2. El papel de la capa de SiO2 y del nitruro de silicio aquí es el mismo que antes. Los siguientes pasos son para la región de aislamiento y la capa de aislamiento entre la puerta y el plano cristalino. Tecnología de fotolitografía y tecnología de grabado de iones
Utilice tecnología de fotolitografía y tecnología de grabado de iones para retener la capa de nitruro de silicio por encima de la capa de aislamiento de la puerta inferior. Oxidación húmeda
Crece una capa de SiO2 sin protección de nitruro de silicio para formar una región de aislamiento entre las PN. Genere una película de SIO2
Utilice ácido fosfórico caliente para eliminar el nitruro de silicio, luego use una solución de HF para eliminar el SiO2 en la capa de aislamiento de la puerta y regenere una película de SiO2 de mejor calidad como capa de óxido de la puerta. Oxidación
LPCVD deposita una capa de silicio policristalino, luego aplica fotoprotector para fotolitografía y tecnología de grabado por plasma, estructura de puerta y oxidación para generar una capa protectora de SiO2. Forme los electrodos de fuente y drenaje
Recubra la superficie con fotorresistente, retire el fotorresistente en la región del pozo P e inyecte iones de arsénico (As) para formar los electrodos de fuente y drenaje de NMOS. Utilizando el mismo método, en la región del pozo N, se inyectan iones B para formar la fuente y el drenaje de PMOS. Deposición
Utilice PECVD para depositar una capa de óxido sin dopar para proteger el componente y realizar un proceso de recocido. Depositar una capa de óxido dopada con boro y fósforo
La capa de SiO2 que contiene impurezas de boro y fósforo tiene un punto de fusión más bajo. Cuando la capa de óxido de boro y fósforo (BPSG) se calienta a 800 oC, se ablanda y. Tienen características de flujo que pueden provocar la planarización primaria de la superficie de la oblea. Procesamiento profundo
Sputter la primera capa de metal utilizando tecnología de fotolitografía para dejar orificios de contacto del metal y sputter películas metálicas multicapa como titanio, nitruro de titanio, aluminio y nitruro de titanio. La estructura del cableado está grabada con iones y se deposita una capa de dieléctrico SiO2 encima utilizando PECVD. Y use SOG (giro sobre vidrio) para aplanar la superficie y caliente para eliminar el solvente en SOG. Luego se deposita una capa de dieléctrico para preparar la deposición de una segunda capa de metal.
(1) El método de deposición de la película delgada varía según su uso, y el espesor suele ser inferior a 1um. Existen varios tipos de películas, como películas aislantes, películas semiconductoras y películas metálicas. Los métodos de deposición de película delgada incluyen principalmente dos categorías: método CVD (deposición química de vapor) que utiliza reacciones químicas y método PVD (deposición física de vapor) que utiliza fenómenos físicos. Los métodos de CVD incluyen crecimiento epitaxial, HCVD, PECVD, etc. PVD tiene método de pulverización catódica y método de evaporación al vacío. En términos generales, la temperatura del PVD es baja y no hay problema de gas venenoso; la temperatura del CVD es alta y necesita alcanzar más de 1000 oC para disociar el gas y producir efectos químicos.
La adhesión del PVD a la superficie del material es peor que la del CVD. Es adecuado para la industria optoelectrónica. La mayoría de las películas conductoras de metal en el proceso de semiconductores se depositan mediante PVD, mientras que la mayoría de las demás películas aislantes utilizan tecnología CVD más estricta. La película dura recubierta con PVD tiene las características de alta resistencia y resistencia a la corrosión.
(2) El método de evaporación al vacío (deposición por evaporación) es un método común de formación de película que utiliza métodos de calentamiento por resistencia, calentamiento por inducción o calentamiento por haz de electrones para evaporar y depositar materias primas sobre un sustrato. Las moléculas (o átomos) de la materia prima evaporada tienen un camino libre medio largo (por debajo de 10 -4 Pa, hasta decenas de metros), por lo que pueden llegar al sustrato directamente sin casi chocar con otras moléculas en el vacío. Las moléculas de materia prima que llegan al sustrato no tienen energía para desplazarse a la superficie y se condensan inmediatamente en la superficie del sustrato. Por lo tanto, al depositar películas delgadas por evaporación al vacío sobre una superficie con escalones, la cobertura de la superficie (grado de cobertura). generalmente no es ideal de. Sin embargo, si el vacío Crambo se puede evacuar a un vacío ultra alto (lt; 10 – 8 torr) y se puede controlar la corriente para que el objeto a recubrir se evapore uno por uno, será el llamado vacío molecular. Crecimiento de epitaxia por haz (MBE: Molecular Beam).
(3) Deposición por pulverización catódica La llamada pulverización catódica es una tecnología que utiliza partículas de alta velocidad (como iones de argón, etc.) para golpear la superficie sólida y eliminar los átomos de la superficie sólida. y utiliza este fenómeno para formar una película delgada, es decir, los iones en el plasma se aceleran y golpean el objetivo en bruto, y los átomos del objetivo se depositan en la superficie del sustrato opuesto para formar una película delgada. En comparación con el método de evaporación al vacío, el método de pulverización catódica tiene las siguientes características: la parte escalonada tiene buenas propiedades de recubrimiento y puede formar una película homogénea de gran área. La película formada puede tener la misma composición que el objetivo compuesto y puede obtener películas aislantes. y películas de alto rendimiento. Una película delgada de material de punto de fusión tiene buenas propiedades de adhesión entre la película y el material subyacente. Por tanto, mediante pulverización catódica se forman aleaciones de aluminio (Al-Si, Al-Si-Cu) para electrodos y cableado. El método de pulverización más comúnmente utilizado es aplicar indirectamente una fuente de alimentación de alta frecuencia (13,56 MHz) a un electrodo de placa paralela para ionizar el gas argón (presión 1 Pa), y los átomos pulverizados desde el objetivo se depositan en el electrodo del otro. lado en el sustrato. Para aumentar la velocidad de formación de la película, generalmente se usa un campo magnético para aumentar la densidad de los iones. Este dispositivo se llama aparato de pulverización catódica con magnetrón, que disocia el cuerpo de argón inerte con alto voltaje y luego acelera la banda de atracción a través del cátodo. campo eléctrico. Los iones cargados positivamente golpean el objetivo en el cátodo, expulsando el material a recubrir y depositándolo sobre el sustrato. Generalmente, se agrega un campo magnético para aumentar la ruta de disociación de los electrones, lo que puede aumentar la velocidad de disociación del gas. Si el objetivo es un metal, se puede usar un campo eléctrico de CC. Si es un no metal, se generarán cargas positivas. se acumulan en la superficie del objetivo, lo que da como resultado cargas positivas posteriores. Los iones se repelen con él y no pueden continuar atrayendo iones positivos, por lo que el problema se puede resolver cambiando a un campo eléctrico de RF (porque la frecuencia de oscilación del campo también cambia). rápido, los iones positivos no pueden seguir el ritmo del cambio y la RF presente exhibe un efecto catódico). Se utiliza tecnología de fotolitografía para definir los orificios VIA.
Deposita una segunda capa de metal y graba la estructura de conexión. Luego, se utiliza el método PECVD para oxidar la capa y la capa protectora de nitruro de silicio. Fotolitografía y grabado iónico
Determina la ubicación del PAD. Finalmente se realiza un recocido
para asegurar la integridad de todo el Chip y la conectividad del cableado. Instrumentos relacionados
El sistema de inspección de microscopio de oblea de 8 pulgadas utiliza un robot para retirar la oblea del casete y colocarla en la bandeja de adsorción al vacío, y cambia la dirección de la oblea a través del mouse o los botones de operación para inspección preliminar. La plataforma del microscopio puede realizar una inspección precisa y observar partículas microscópicas, rayones, contaminación, etc. de la oblea. Este manipulador adopta una estructura de adsorción de vacío lineal, que es flexible y confiable. La plataforma del microscopio puede proporcionar un efecto de observación de 40 a 1000 veces.
También puede proporcionar una variedad de modos de inspección de obleas flexibles y cambiables, incluidos los siguientes contenidos de inspección: identificación de obleas, dirección de muesca de obleas, ángulo y velocidad de giro de obleas, red microscópica de obleas, etc., y puede lograr un monitoreo continuo. Enterprise Frontier
Aumenta la capacidad de producción de obleas TSMC Q4
Para los productos informáticos, se puede decir que el chip es su esencia. Después de todo, el grado del chip determina el rendimiento y la funcionalidad. Además de factores adicionales como el consumo de energía y la generación de calor, como predecesor de los chips, la calidad y el proceso de fabricación de las obleas se han convertido en una preocupación común para los consumidores y fabricantes. En septiembre de 2009, TSMC envió un mensaje que. Lo haría para aumentar la producción de productos de obleas de 300 mm en el proceso de 40/45 nm (40/45 nm).
En previsiones anteriores, los analistas de la industria creían en general que las ventas de chips en el cuarto trimestre disminuirían alrededor de un 3%, pero la decisión de TSMC de aumentar la producción de productos de obleas de 300 mm en el proceso de 40/45 nm no se ha visto afectada. , en lo que queda de 2009, la producción mensual promedio de TSMC de productos de obleas de 300 mm en el proceso de 40/45 nm probablemente alcanzará las 40.000 piezas, un aumento de un tercio. Intel, Samsung y TSMC pondrán en producción obleas de 450 mm en 2012
El 6 de mayo de 2008, Intel anunció un acuerdo de cooperación con Samsung y TSMC para poner en producción obleas de 450 mm en 2012, lo que se espera que sea Se utilizó por primera vez para cortar un procesador de proceso de 22 nm, y este procesador se lanzará a finales de 2011; por supuesto, el primer lote seguirá utilizando obleas de 300 mm.
La actualización del tamaño de la oblea generalmente lleva unos diez años. Por ejemplo, la oblea de 200 mm nació en 1991. A partir de 2008, Intel introdujo la oblea de 300 mm, ampliamente utilizada, y se utilizó por primera vez para 130 nm. procesadores de procesos. De hecho, todavía hay algunas empresas de semiconductores que no han completado la transición de 200 mm a 300 mm, y los preparativos de Intel para actualizar a 450 mm inevitablemente desarrollarán aún más la economía de fabricación de chips de la industria de semiconductores.
Tanto el área de la oblea de silicio como el número de obleas cortadas para las obleas de 450 mm son más del doble que las de 300 mm, por lo que el coste unitario de cada oblea se reducirá considerablemente. Además, las obleas de gran tamaño también mejorarán la eficiencia de utilización de la energía, el agua y otros recursos, y reducirán el impacto sobre la contaminación ambiental, el efecto invernadero, el calentamiento global y la escasez de agua.
Por supuesto, invertir en obleas de mayor tamaño requiere una gran inversión y, en general, las empresas con ingresos anuales inferiores a 10 mil millones de dólares estadounidenses no pueden permitírselo. Aunque Intel no tiene este problema, no lo hace solo, sino que coopera con otros fabricantes de la industria para "ayudar a reducir los riesgos y los costos de cambio".
Intel, Samsung y TSMC planean "trabajar con toda la industria de semiconductores para garantizar que todos los componentes, infraestructura y capacidades de producción necesarios puedan desarrollarse, probarse y ponerse en producción piloto para 2012".
En el IDF de primavera de 2009 en Beijing, Intel habló una vez más sobre su producto de tarjeta gráfica independiente cuyo nombre en código es Larrabee, y fue anunciado por Pat Gelsinger, vicepresidente senior y gerente general de la División de Empresa Digital. Por primera vez se mostraron públicamente las obleas en cuestión. Aunque los detalles de la oblea no se pueden ver claramente, se puede discernir vagamente que el núcleo Larrabee es bastante grande, algo similar al GT200 de 65 nm, y se estima que alcanza unos 600 milímetros cuadrados (el GT200 de 65 nm tiene 576 milímetros cuadrados). Desafortunadamente, Kissinger solo les dio a todos un vistazo y dijo que Larrabee sería lanzado a finales de 2009 o principios de 2010, sin mencionar el proceso de producción ni las especificaciones reales. En cuanto a los detalles técnicos sobre Larrabee, como los modos de programación, creo que a menos que seas un investigador profesional, no te interesarán. Envasado a nivel de oblea en África
Así es, en África.
Nemotek Technology fabrica envases y ópticas a nivel de oblea en sus instalaciones de última generación en Rabat Technopolis Park de Moroo.
Justo cuando la situación de financiación de esta start-up (Nemotek) era complicada, recibió un fuerte apoyo de la Caisse de Dép&et de Gestion (CDG), una sociedad de inversión de Marruecos, con una inversión de 40 millones. hasta ahora muchos dólares. ¿Cuál es su objetivo? Establecer un nuevo segmento de mercado para la fabricación de alta tecnología en Marruecos. Fundada el año pasado, Nemotek se centra en el diseño y fabricación de cámaras de nivel de oblea personalizadas para su uso en teléfonos móviles, PC, cámaras de seguridad y otros dispositivos portátiles. Cuando se piensa en la fabricación de envases y ópticas a nivel de oblea, es poco probable que África sea el primer lugar que le viene a la mente. Pero Nemotek Technology, ubicada en Rabat, la capital de Marruecos, está trabajando duro para cambiar este hecho.
Recientemente, la primera parte de las instalaciones de fabricación y embalaje avanzadas de 10.000 m2 de Nemotek ha sido calificada y planea comenzar a enviar lentes y cámaras de nivel oblea a finales de este año. La capacidad inicial será de aproximadamente 17.000 obleas enviadas por año, pero Nemotek espera que la capacidad aumente a 150.000 obleas por año para 2012. Según Jacky Perdrigeat, director ejecutivo de Nemotek, Nemotek está otorgando licencias para dos tecnologías a nivel de oblea de Tessera (San José), que cubren el empaque y las partes ópticas de las cámaras a nivel de oblea. . Ley de Moore
1. El origen de la Ley de Moore
En el campo de la informática existe una muy conocida "Ley de Moore", que fue inventada por Gordon, uno de los. fundadores de Intel Corporation Un manuscrito utilizado por Gordon Moore en 1965 al resumir los patrones de crecimiento de los chips de memoria (se dice que estaba preparando una conferencia en ese momento).
La "Ley de Moore" suele ser citada por aquellos que están bien informados: "El número de transistores por pulgada cuadrada de oblea de silicio se duplica cada 12 meses". Aquí está la declaración de Moore citada por Graph en un periódico de 1965:
El gráfico muestra que la densidad de los transistores se duplica cada 12 meses, sin embargo, este aspecto no se trata completamente en el breve tratado de Moore. La intención original del artículo de Moore era explorar formas de reducir razonablemente el tamaño de los transistores de circuitos integrados y reducir los costos de fabricación. Más importante aún, sabe que esta reducción de tamaño tendrá un significado importante: los futuros circuitos integrados serán más baratos, tendrán más funciones y podrán integrar más transistores, lo que hará que los productos electrónicos sean cada vez más baratos y más flexibles. La popularización eventualmente tendrá un enorme impacto en los seres humanos. vida y trabajo.
En la Ley de Moore se menciona que la reducción de costos es uno de los mayores atractivos de los circuitos integrados, y con el desarrollo de la tecnología, cuanto mayor es el grado de integración, más obvias son las ventajas del bajo costo. Para circuitos simples, el costo de cada componente es inversamente proporcional al número de transistores contenidos en el circuito. Pero al mismo tiempo, a medida que aumenta el nivel de integración, también aumenta la complejidad del circuito y también aumentará el coste de fabricación resultante. Por supuesto, cabe señalar que el artículo original de Moore tenía sólo cuatro páginas, mientras que el artículo actual es mucho más largo. Esto se debe a que el nombre que llamamos "Ley de Moore" en realidad no es muy riguroso, porque en realidad no es una ley de la ciencia o de la naturaleza, pero a lo sumo es solo una ley que se utiliza para describir los cambios causados por la mejora continua de la producción de semiconductores. Se produce una ley de desarrollo única de crecimiento exponencial.
Entonces, ¿qué quiere decir exactamente Moore con "complejidad con un coste mínimo de componente"? ¿Cuál es la relación entre los defectos de fabricación, los costos de fabricación y el nivel de integración? Reescribamos la conocida "ley de duplicación de transistores" de acuerdo con la intención original del autor: la cantidad de transistores contenidos en un chip de circuito integrado que minimiza el costo de fabricación de cada transistor después de la conversión se duplicará cada año.
La Ley de Moore, que ha sido reescrita de esta manera, puede estar más cerca de la intención original del Sr. Moore. Sin embargo, con una frase así, todavía es difícil expresar con precisión la relación interactiva entre la reducción del costo por componente provocada por una mayor integración y el costo de fabricación de los circuitos integrados. Por lo tanto, a continuación, daremos ejemplos detallados para facilitar a todos. Obtener una comprensión más profunda de la naturaleza de la Ley de Moore.
2. La Ley de Moore y la escala de producción económica de las obleas de silicio
La mayoría de lectores ya saben que cada oblea se corta de una oblea de silicio, por lo que se determinará a partir del tamaño de la Oblea. Se comienza a discutir el proceso de producción. Abajo, imagen de una oblea de silicio integrada en un chip. (La oblea de silicio de la derecha es la oblea de silicio utilizada en el proceso P4 de 0,13 micrones).
Mediante el uso de tecnología de fabricación de placas de litografía química y de circuitos, el transistor se graba en la oblea de silicio. Para finalizar, se cortan las obleas individuales de la oblea pieza por pieza.
En el diagrama de la oblea de silicio, el lugar marcado con un punto amarillo indica que hay un determinado defecto en este lugar, o que el transistor grabado en la oblea de silicio no puede desempeñar ningún papel. Todo esto se debe. Debido a las limitaciones de la tecnología de fabricación, cualquier oblea con los problemas anteriores será desechada porque no puede funcionar correctamente. En la imagen de arriba, 16 transistores están grabados en una oblea de silicio, pero 4 de ellos están defectuosos, por lo que tenemos que desechar 4 de las 16 obleas (es decir, 1% de la oblea de silicio/4). Si esta oblea de silicio representa todas las obleas de silicio producidas en nuestro proceso de producción, significa que nuestra tasa de desperdicio es 1/4, lo que conducirá a un aumento en los costos de fabricación.
A falta de mejoras sustanciales en el proceso de fabricación actual, tenemos dos métodos para reducir la tasa de desperdicio de transistores y aumentar el rendimiento actual del 75%. Una es mejorar nuestro proceso de producción, optimizar el proceso de procesamiento y reducir la densidad de píxeles muertos de cada oblea de silicio. Pero antes de discutir cómo reducir la densidad de los píxeles muertos, creo que deberíamos tomarnos un momento para que todos comprendan los dos parámetros básicos de producción de los semiconductores: el tamaño de la oblea de silicio y el tamaño del grabado.
Cuando un fabricante de semiconductores construye una nueva instalación de producción de obleas, normalmente verá que utiliza estos dos números en la documentación: tamaño de oblea de silicio y tamaño de característica. El tamaño de la oblea de silicio es el valor del diámetro de las obleas de silicio utilizadas en el proceso de producción de semiconductores. En general, el tamaño de las obleas de silicio que se pueden producir con un conjunto específico de equipos de producción de obleas de silicio es fijo, porque el costo de modificar el equipo original para producir obleas de silicio de nuevos tamaños es bastante asombroso, y estos costos son casi nuevos. Se puede construir planta de producción. De esta forma no podemos aumentar el tamaño de la oblea tanto como queremos.
Como podrás imaginar, cuanto mayor sea el tamaño de la oblea de silicio, mejor, de modo que cada oblea pueda producir más chips. Sin embargo, las obleas de silicio tienen una característica que limita a los fabricantes a la hora de aumentar el tamaño de las obleas de silicio a voluntad, es decir, durante el proceso de producción de la oblea, cuanto más lejos del centro de la oblea, más probable es que aparezcan píxeles defectuosos. Por lo tanto, al expandirse hacia afuera desde el centro de la oblea de silicio, el número de píxeles defectuosos tiene una tendencia ascendente. Los fabricantes de semiconductores siempre se han comprometido a controlar el número de píxeles muertos en una oblea lo más grande posible. Por ejemplo, el tamaño de oblea utilizado originalmente al fabricar la CPU 8086 era de 50 mm, y ahora Intel ha comenzado a utilizar plantas de producción de obleas de silicio de 300 mm. Producir una nueva generación de procesadores.
En cuanto al tamaño de grabado, es el tamaño mínimo que el equipo de fabricación puede grabar sobre una oblea de silicio. Entonces, cuando escuche que el P4 se fabrica utilizando un proceso de 0,13 micrones, el 8086 tiene un tamaño de grabado de 3u, el tamaño de grabado del Pentium es de 0,8u y el tamaño de grabado del Pentium 4 es actualmente de 0,13u, y actualmente se está construyendo el de Intel. La fábrica de obleas puede grabar un tamaño de grabado de 0,09u. Al igual que el tamaño de la oblea de silicio, el tamaño del grabado también es fijo y todos los fabricantes de obleas de silicio producen obleas de acuerdo con ciertos tamaños de grabado específicos. Aunque hablaremos más sobre el tamaño del grabado en este artículo, queremos señalar por ahora que es un parámetro fijo y no cambia con frecuencia.
A continuación usaremos un ejemplo simple para explicar el tamaño y el grabado de las obleas de silicio. Esto significa que el tamaño mínimo del transistor del Pentium 4 puede llegar a ser de 0,13 micrones, lo que significa que esta planta de procesamiento está en la oblea.
El tamaño de transistor más pequeño que se puede grabar es de 0,13 micrones. A menudo verá que los términos "tamaño de grabado" y "tamaño de transistor" se usan indistintamente porque la característica más importante de un circuito integrado es el transistor. Términos profesionales 1. Proceso de prueba de aguja de oblea con sonda de oblea 2. proceso de formación de bolas de oblea proceso de formación de bolas de oblea 3. oblea unida oblea unida 4. casete, caja de oblea 5. bandeja, portador de oblea 6. bandeja de oblea Portador de oblea 7. casete de oblea caja de oblea 8 Prueba de aceptación de oblea (WAT) 9. Oblea 10. Mapeo de oblea Mapeo de oblea 11. Envejecimiento de oblea 12. Oblea multiproyecto Oblea multiproyecto