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半导体器件制造

Wikipedia · 2026-01-26 维基百科 👁 1 阅读

]]半导体器件制造是用于制造半導體元件的过程，又稱半導體製-{}-程，通常指製造集成电路（IC），如计算机处理器、微控制器和存储芯片（如NAND闪存和DRAM）的過程。半導體製程涵蓋數百道加工步驟，包括微影、蝕刻、沉積、摻雜與平坦化等物理化学过程，分為「前段製程」及「後段製程」。在此过程中，电子电路逐渐在晶圓上创建，晶圆通常由纯单晶半导体材料制成，硅爲常見之原料，但各种化合物半导体亦被用于专业应用。诸如刻蚀和光刻等步骤也可以用来制造其他器件，如液晶显示器（LCD）和有机发光二极管（OLED）显示器。

制造过程在高度专业化的半導體製造廠中执行，也称为晶圆厂或“fabs”，其核心部分是“净室”。在更先进的半导体器件（如现代14/10/7纳米节点）中，制造过程可能需要长达15週的时间，行业平均时间则为为11-13週。在先进的制造设施中，生产完全是自动化的，自动化材料处理系统负责从机器到机器的晶圆传送。

单个裸晶在称为芯片分离或晶圓切割的过程中从成品晶圆中分离出来。然后，芯片可以进行进一步的组装和封装。

在制造工厂内，晶圓在称为FOUPs（前開式晶圓傳送盒）的特殊密封塑料盒中传送。在许多晶圆厂中， 有助于防止晶圆上的铜氧化。 铜在现代半导体中用于布线。处理设备和FOUPs的内部比洁净室周围的空气更干净。这种内部气氛被称为微环境，有助于提高晶圆上工作设备的数量。这个微环境位于一个（设备前端模块）内， 它允许一台机器接收FOUPs，并将来自FOUPs的晶圆引入机器。此外，许多机器还在清洁的氮气或真空环境中处理晶圆，以减少污染并提高过程控制。

制造工艺中使用的机器制造公司包括ASML、Applied Materials和Lam Research。

特征尺寸
特征尺寸（或工艺尺寸）由半导体制造工艺中可刻画的最窄线条宽度决定，这一测量称为线宽（linewidth）。图案化通常指光刻，它允许在制造过程中将器件的设计或图案定义到芯片上。 F2常用来表示半导体器件不同部分的面积，基于制造工艺的特征尺寸。许多半导体器件由称为单元（cell）的部分组成，每个单元代表器件的一小部分，例如存储数据的存储单元。因此，F2用于衡量这些单元或部分所占的面积。

一种特定的半导体工艺对芯片每一层上图形的最小尺寸（宽度或关键尺寸CD/Critical Dimension）和间距都有具体的设计规则。 通常，新一代的半导体工艺具有更小的最小尺寸和更紧密的间距。在某些情况下，这允许对现有芯片设计进行简单的，以降低成本、提升性能，或工艺节点，其名称由工艺的最小特征尺寸决定，单位为纳米（历史上也用微米），通常指该工艺的场效应管栅极长度，例如“90纳米制程”。然而，自1994年以来情况已经发生了变化，用于命名工艺节点的“纳米数”（参见国际半导体技术路线图）逐渐演变为一种营销术语，它与实际的功能性特征尺寸或晶体管密度没有统一的标准关系。

最初，晶体管栅极长度通常比工艺节点名称所暗示的数值要小（例如 350 nm 节点）；然而这一趋势在2009年发生了逆转。。

商用 MOSFET 节点的时间表
参见

  • 積體電路設計
  • 微制造
  • 电子设计自动化
  • 半導體製造廠（Fab）
  • 晶圓代工（Foundry）
  • GDS-II
  • OASIS
  • SEMI — 半导体工业的行业组织
  • 原子层沉积
  • 国际半导体技术发展蓝图

参考文献
外部链接

#半导体器件制造 #半导体物理学

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