Изготовление пластины

Упрощенная иллюстрация процесса изготовления КМОП-инвертора на подложке p-типа в полупроводниковом микропроизводстве. Каждый этап травления подробно описан на следующем изображении. Примечание. Контакты затвора, истока и стока обычно не находятся в одной плоскости в реальных устройствах, и диаграмма не в масштабе.

Изготовление пластины - это процедура, состоящая из множества повторяющихся последовательных процессов для получения полного электрические или фотонные схемы на полупроводниковых пластинах. Примеры включают производство радиочастотных (RF ) усилителей, светодиодов, компонентов оптического компьютера и процессоров для компьютеров. Изготовление пластин используется для создания компонентов с необходимыми электрическими структурами.

Основной процесс начинается с инженеров-электриков, которые проектируют схему и определяют ее функции, а также определяют необходимые сигналы, входы, выходы и напряжения. Эти спецификации электрических схем вводятся в программное обеспечение для проектирования электрических схем, такое как SPICE, а затем импортируются в программы компоновки схем, аналогичные тем, которые используются для автоматизированного проектирования. Это необходимо для определения слоев для изготовления фотомаски. Разрешающая способность схем быстро увеличивается с каждым этапом проектирования, поскольку масштаб схем в начале процесса проектирования уже измеряется в долях микрометров. Таким образом, каждый шаг увеличивает плотность схемы для данной области.

Кремниевые пластины изначально пустые и чистые. Схемы построены слоями в чистых помещениях. Сначала образцы фоторезиста фотомаскируются с микрометровыми деталями на поверхность пластин. Затем пластины подвергаются воздействию коротковолнового ультрафиолетового света, и, таким образом, неэкспонированные области вытравливаются и очищаются. Горячие химические пары осаждаются в желаемых зонах и нагреваются при высокой высокой температуре, которая проникает в пары в нужные зоны. В некоторых случаях ионы, такие как O 2 или O, имплантируются по точным схемам и на определенной глубине с использованием источников ионов, управляемых RF.

Эти шаги часто повторяются много сотен раз, в зависимости от сложности желаемой схемы и ее соединений.

Новые процессы для выполнения каждого из этих шагов с лучшим разрешением и улучшенными способами появляются каждый год в результате постоянно меняющихся технологий в индустрии изготовления пластин. Новые технологии приводят к более плотной упаковке мельчайших поверхностных элементов, таких как транзисторы и микроэлектромеханические системы (MEMS). Эта повышенная плотность продолжает тенденцию, которую часто называют закон Мура.

A fab - общий термин, обозначающий, где эти процессы выполняются. Часто фабрика принадлежит компании, которая продает чипы, например AMD, Intel, Texas Instruments или Freescale. Литейный завод - это фабрика, на которой производятся полупроводниковые чипы или пластины по заказу для сторонних компаний, которые продают чип, например, фабрики, принадлежащие Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC), United Microelectronics Corporation (UMC), GlobalFoundries и Semiconductor Manufacturing International Corporation (SMIC).

В 2013 году стоимость создания фабрики полупроводниковых пластин следующего поколения превысила 10 миллиардов долларов.

Называется, соответственно, оборудованием для производства полупроводниковых пластин или входной частью (оборудование), оба используют аббревиатуру WFE, рынок - это рынок производителей оборудования, которое, в свою очередь, производит полупроводники. Ссылка apexresearch в 2020 году идентифицировала Applied Materials, ASML, KLA-Tencor, Lam Research, TEL и Dainippon Screen Manufacturing в качестве участников рынка, в то время как отчет electronicsweekly.com за 2019 год со ссылкой на президента The Information Network Роберта Кастеллано сосредоточился на соответствующих долях рынка, которыми управляют два лидера, Applied Materials и ASML.