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《日科干货》半导体的制造过程

日期: 2018-12-03
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半导体,指常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。半导体行业的产业链有上游支撑产业、中游制造产业以及下游应用产业构成,其中上游支撑产业主要有半导体材料和设备构成,中游制造产业核心为集成电路的制造,下游为半导体应用领域。


按照生产过程来看,半导体产业链包含芯片设计、制造和封装测试环节,其中后两个环节支撑着上游半导体材料、设备、软件服务的发展;按照制造技术来看,可以分为分立器件、集成电路、光电子和传感器等4大类。通过人为地掺入特定的杂质元素,半导体的导电性可受控制,进而产生巨大的经济效益,因而半导体广泛地应用于下游通信、计算机、网络技术、物联网等产业。


从生产工艺来看,半导体制造过程可以分为IC设计(电路与逻辑设计)、制造(前道工序)和封装与测试环节(后道工序)。设备主要针对制造及测封环节。


1、IC设计:是一个将系统、逻辑与性能的设计要求转化为具体的物理版图的过程,主要包含逻辑设计、电路设计和图形设计等。将最终设计出的电路图制作成光罩,进入下一个制造环节。由于设计环节主要通过计算机完成,所需的设备占比较少。


2、IC制造:制造环节又分为晶圆制造和晶圆加工两部分。前者是指运用二氧化硅原料逐步制得单晶硅晶圆的过程,主要包含硅的纯化->多晶硅制造->拉晶->切割、研磨等,对应的设备分别是熔炼炉、CVD设备、单晶炉和切片机等;晶圆加工则是指在制备晶圆材料上构建完整的集成电路芯片的过程,主要包含镀膜、光刻、刻蚀、离子注入等几大工艺。


3、IC测封:封装是半导体设备制造过程中的最后一个环节,主要包含减薄/切割、贴装/互联、封装、测试等过程,分别对应切割减薄设备、引线机、键合机、分选测试机等。将半导体材料模块集中于一个保护壳内,防止物理损坏或化学腐蚀,最后通过测试的产品将作为最终成品投入到下游的应用中去。


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