فرآیندهای FAB

0021-02395 REV.B RING، ALUMINIUM DxZ SACVD

0040-31980 GAS BOX EC WXZ

 

فرآیند FAB یا فرآیند تولید نیمه هادی، مجموعه ای از فرآیندهای پیچیده است که مواد نیمه هادی مانند سیلیکون را به تراشه های مدار مجتمع (IC) پردازش می کند. این فرآیند ساخت بسیار پیچیده سنگ بنای صنعت الکترونیک مدرن است و ما را قادر می سازد تا ریزپردازنده ها و تراشه های حافظه را برای تلفن های همراه، رایانه ها، خودروها و دستگاه های هوشمند مختلف تولید کنیم. FAB یا Fabrication به معنای ساخت و تولید است و در صنعت نیمه هادی ها به طور خاص به کارخانه هایی اطلاق می شود که برای تولید مدارهای مجتمع و فرآیندهای ساخت آنها استفاده می شود.
مراحل اصلی فرآیند FAB
جریان فرآیند FAB مجموعه‌ای از مراحل از ساخت ویفر تا آزمایش نهایی را پوشش می‌دهد که هر کدام تأثیر تعیین‌کننده‌ای بر عملکرد و بازده تراشه دارند. در اینجا نگاهی دقیق تر به این فرآیند پیچیده داریم:
1. تهیه ویفر
اولین قدم در ساخت یک مدار مجتمع، ساخت ویفر سیلیکونی است. پلی سیلیکون با روش احیا به سیلیکون تک کریستالی خالص می شود، که سپس با روش بلند کردن به ستون های سیلیکونی تک کریستالی با قطر بزرگ رشد می کند (به عنوان مثال، روش رشد Czochralski (CZ). ستون سیلیکونی تک کریستالی سپس به برش های نازک بریده می شود و صیقل داده می شود تا شکل بگیرد. یک ویفر صاف که بستر را برای فرآیند بعدی فراهم می کند.
2. اکسیداسیون
در یک محیط تمیز، سطح ویفر اکسید می شود تا یک لایه سیلیسی عایق تشکیل شود که اساس لایه عایق و فرآیند ماسک بعدی است.
3. لیتوگرافی
لیتوگرافی فرآیندی است که در آن یک الگوی مدار به سطح ویفر منتقل می شود. این مرحله شامل یک سری عملیات مانند پوشش مقاوم به نور، خشک کردن، نوردهی (از طریق پوشش)، توسعه، سخت شدن و غیره است تا فرآیند انتقال الگو را به خوبی کنترل کند.
4. حکاکی مرطوب و خشک
اچینگ فرآیند حذف مواد از یک ناحیه انتخاب شده برای تشکیل یک الگوی مدار است. حکاکی مرطوب از محلول های شیمیایی استفاده می کند، در حالی که اچ خشک، مانند اچ یون واکنشی، از فناوری اچ پلاسما استفاده می کند که دقت و وفاداری بیشتر الگو را ارائه می دهد.
5. کاشت یون
کاشت یون برای دوپ کردن ویفرها با تزریق یون از یک ماده ناخالص (مانند بور یا آرسنیک) به ویفر با سرعت بالا استفاده می شود و خواص الکتریکی آن را تغییر می دهد تا سیلیکون نوع n یا p تشکیل شود.
6. رسوب بخار شیمیایی (CVD) و رسوب بخار فیزیکی (PVD)
فناوری‌های CVD و PVD برای رسوب لایه‌های عایق، رسانا و فلزی روی سطح ویفر استفاده می‌شوند. این فیلم ها برای ساختن قسمت های مختلف ترانزیستور و اتصال به یکدیگر استفاده می شوند.

7. پرداخت مکانیکی شیمیایی (CMP)
CMP فرآیند صاف کردن سطح ویفر به منظور اطمینان از دقت و قوام ساخت لایه بعدی است.
8. فرآیند سلسله مراتبی
فرآیند لیتوگرافی به CMP برای ساخت یک ساختار مدار چند لایه پیچیده تکرار می شود. برای اطمینان از اتصال صحیح، هر لایه باید دقیقاً تراز شود.
9. اتصالات فلزی ظریف
آبکاری یا تکنولوژی CVD برای تشکیل سیم های فلزی ریز برای اتصال ترانزیستورها و سایر اجزاء برای تحقق عملکرد مدار استفاده می شود.
10. بازرسی نوری خودکار(AOI)
تجهیزات بازرسی نوری خودکار برای بررسی الگوها برای خطاها و نقص ها استفاده می شود و اطمینان حاصل می شود که هر مرحله از فرآیند مطابق با استانداردهای طراحی انجام می شود.
11. کپسولاسیون
ویفر تمام شده به تراشه های جداگانه برش داده می شود، با سیم متصل می شود، لحیم می شود، یا روش های دیگر برای نصب تراشه ها در بسته و اتصال به رابط های خارجی.
12. تست و مرتب سازی
عملکرد الکتریکی هر تراشه بسته بندی شده آزمایش می شود و تراشه ها بر اساس نتایج آزمایش درجه بندی و مرتب می شوند. فرآیند FAB یک چالش فنی با تکنولوژی بالا، با دقت بالا و دشوار است که شامل دانش پیشرفته زیادی از فیزیک، شیمی و علم مواد است. با پیشرفت تکنولوژی، فرآیند FAB در جهت اندازه فرآیند کوچکتر، یکپارچگی بیشتر و مصرف انرژی کمتر برای پاسخگویی به تقاضا برای محصولات الکترونیکی کوچک و با کارایی بالا در عصر فناوری پیشرفته در حال توسعه است. کمال هر مرحله از فرآیند شاهدی بر نوآوری و توسعه مداوم صنعت تولید مدارهای مجتمع است و همچنین سنگ بنای مهم تمدن صنعتی مدرن است.