❶ 如何提高硅片焊接强度
通过调节正面、背面电极的浆料湿重或者更换印刷网版活着直接换浆料
❷ 硅片 做什么用的。跟半导体和PCB板是什么关系
硅片就是是制作集成电路的重要材料,可以通过对硅片进行光刻、离子注入等手段,可以制成各种半导体器件。由于硅元素是地壳中储量最丰富的元素之一,对太阳能电池这样注定要进入大规模市场(mass market)的产品而言,储量的优势也是硅成为光伏主要材料的原因之一。
为了制造半导体元件和集成电路(IC)。必须先制造出纯净的硅片,然后用各种工艺(光刻蚀、掺杂等等)在硅片上做出导电的半导体电路。
在同样大小的硅片上,就能做出来数量更多的电路,即能实现更高的集成度。同时,由于电路之间距离小了,导线的长度短了,所需的工作电压更低,能降低功耗,提高运行速度。
(2)硅片如何焊接扩展阅读:
对于以硅片为基底的光伏电池来说,晶体硅(c-Si)原料和切割成本在电池总成本中占据了最大的部分。光伏电池生产商可以通过在切片过程中节约硅原料来降低成本。降低截口损失可以达到这个效果,截口损失主要和切割线直径有关,是切割过程本身所产生的原料损失。提升机台产量。
让硅片变得更薄同样可以减少硅原料消耗。在过去的十多年中,硅片厚度将变成 100μm. 减少硅片厚度带来的效益是惊人的,从330μm 到 130μm,光伏电池制造商最多可以降低总体硅原料消耗量多达60%。
❸ 芯片内的硅片到底是怎样做的
如果问及CPU的原料是什么,大家都会轻而易举的给出答案—是硅。这是不假,但硅又来自哪里呢?其实就是那些最不起眼的沙子。难以想象吧,价格昂贵,结构复杂,功能强大,充满着神秘感的CPU竟然来自那根本一文不值的沙子。当然这中间必然要经历一个复杂的制造过程才行。不过不是随便抓一把沙子就可以做原料的,一定要精挑细选,从中提取出最最纯净的硅原料才行。试想一下,如果用那最最廉价而又储量充足的原料做成CPU,那么成品的质量会怎样,你还能用上像现在这样高性能的处理器吗?
除去硅之外,制造CPU还需要一种重要的材料就是金属。目前为止,铝已经成为制作处理器内部配件的主要金属材料,而铜则逐渐被淘汰,这是有一些原因的,在目前的CPU工作电压下,铝的电迁移特性要明显好于铜。所谓电迁移问题,就是指当大量电子流过一段导体时,导体物质原子受电子撞击而离开原有位置,留下空位,空位过多则会导致导体连线断开,而离开原位的原子停留在其它位置,会造成其它地方的短路从而影响芯片的逻辑功能,进而导致芯片无法使用。这就是许多Northwood Pentium 4换上SNDS(北木暴毕综合症)的原因,当发烧友们第一次给Northwood Pentium 4超频就急于求成,大幅提高芯片电压时,严重的电迁移问题导致了CPU的瘫痪。这就是intel首次尝试铜互连技术的经历,它显然需要一些改进。不过另一方面讲,应用铜互连技术可以减小芯片面积,同时由于铜导体的电阻更低,其上电流通过的速度也更快。
除了这两样主要的材料之外,在芯片的设计过程中还需要一些种类的化学原料,它们起着不同的作用,这里不再赘述。
CPU制造的准备阶段
在必备原材料的采集工作完毕之后,这些原材料中的一部分需要进行一些预处理工作。而作为最主要的原料,硅的处理工作至关重要。首先,硅原料要进行化学提纯,这一步骤使其达到可供半导体工业使用的原料级别。而为了使这些硅原料能够满足集成电路制造的加工需要,还必须将其整形,这一步是通过溶化硅原料,然后将液态硅注入大型高温石英容器而完成的。而后,将原料进行高温溶化。中学化学课上我们学到过,许多固体内部原子是晶体结构,硅也是如此。为了达到高性能处理器的要求,整块硅原料必须高度纯净,及单晶硅。然后从高温容器中采用旋转拉伸的方式将硅原料取出,此时一个圆柱体的硅锭就产生了。从目前所使用的工艺来看,硅锭圆形横截面的直径为200毫米。不过现在intel和其它一些公司已经开始使用300毫米直径的硅锭了。在保留硅锭的各种特性不变的情况下增加横截面的面积是具有相当的难度的,不过只要企业肯投入大批资金来研究,还是可以实现的。intel为研制和生产300毫米硅锭而建立的工厂耗费了大约35亿美元,新技术的成功使得intel可以制造复杂程度更高,功能更强大的集成电路芯片。而200毫米硅锭的工厂也耗费了15亿美元。下面就从硅锭的切片开始介绍CPU的制造过程。
在制成硅锭并确保其是一个绝对的圆柱体之后,下一个步骤就是将这个圆柱体硅锭切片,切片越薄,用料越省,自然可以生产的处理器芯片就更多。切片还要镜面精加工的处理来确保表面绝对光滑,之后检查是否有扭曲或其它问题。这一步的质量检验尤为重要,它直接 决定了成品CPU的质量。
新的切片中要掺入一些物质而使之成为真正的半导体材料,而后在其上刻划代表着各种逻辑功能的晶体管电路。掺入的物质原子进入硅原子之间的空隙,彼此之间发生原子力的作用,从而使得硅原料具有半导体的特性。今天的半导体制造多选择CMOS工艺(互补型金属氧化物半导体)。其中互补一词表示半导体中N型MOS管和P型MOS管之间的交互作用。而N和P在电子工艺中分别代表负极和正极。多数情况下,切片被掺入化学物质而形成P型衬底,在其上刻划的逻辑电路要遵循nMOS电路的特性来设计,这种类型的晶体管空间利用率更高也更加节能。同时在多数情况下,必须尽量限制pMOS型晶体管的出现,因为在制造过程的后期,需要将N型材料植入P型衬底当中,而这一过程会导致pMOS管的形成。
在掺入化学物质的工作完成之后,标准的切片就完成了。然后将每一个切片放入高温炉中加热,通过控制加温时间而使得切片表面生成一层二氧化硅膜。通过密切监测温度,空气成分和加温时间,该二氧化硅层的厚度是可以控制的。在intel的90纳米制造工艺中,门氧化物的宽度小到了惊人的5个原子厚度。这一层门电路也是晶体管门电路的一部分,晶体管门电路的作用是控制其间电子的流动,通过对门电压的控制,电子的流动被严格控制,而不论输入输出端口电压的大小。
准备工作的最后一道工序是在二氧化硅层上覆盖一个感光层。这一层物质用于同一层中的其它控制应用。这层物质在干燥时具有很好的感光效果,而且在光刻蚀过程结束之后,能够通过化学方法将其溶解并除去。
光刻蚀
这是目前的CPU制造过程当中工艺非常复杂的一个步骤,为什么这么说呢?光刻蚀过程就是使用一定波长的光在感光层中刻出相应的刻痕, 由此改变该处材料的化学特性。这项技术对于所用光的波长要求极为严格,需要使用短波长的紫外线和大曲率的透镜。刻蚀过程还会受到晶圆上的污点的影响。每一步刻蚀都是一个复杂而精细的过程。设计每一步过程的所需要的数据量都可以用10GB的单位来计量,而且制造每块处理器所需要的刻蚀步骤都超过20步(每一步进行一层刻蚀)。而且每一层刻蚀的图纸如果放大许多倍的话,可以和整个纽约市外加郊区范围的地图相比,甚至还要复杂,试想一下,把整个纽约地图缩小到实际面积大小只有100个平方毫米的芯片上,那么这个芯片的结构有多么复杂,可想而知了吧。
当这些刻蚀工作全部完成之后,晶圆被翻转过来。短波长光线透过石英模板上镂空的刻痕照射到晶圆的感光层上,然后撤掉光线和模板。通过化学方法除去暴露在外边的感光层物质,而二氧化硅马上在陋空位置的下方生成。
掺杂
在残留的感光层物质被去除之后,剩下的就是充满的沟壑的二氧化硅层以及暴露出来的在该层下方的硅层。这一步之后,另一个二氧化硅层制作完成。然后,加入另一个带有感光层的多晶硅层。多晶硅是门电路的另一种类型。由于此处使用到了金属原料(因此称作金属氧化物半导体),多晶硅允许在晶体管队列端口电压起作用之前建立门电路。感光层同时还要被短波长光线透过掩模刻蚀。再经过一部刻蚀,所需的全部门电路就已经基本成型了。然后,要对暴露在外的硅层通过化学方式进行离子轰击,此处的目的是生成N沟道或P沟道。这个掺杂过程创建了全部的晶体管及彼此间的电路连接,每个晶体管都有输入端和输出端,两端之间被称作端口。
重复这一过程
从这一步起,你将持续添加层级,加入一个二氧化硅层,然后光刻一次。重复这些步骤,然后就出现了一个多层立体架构,这就是你目前使用的处理器的萌芽状态了。在每层之间采用金属涂膜的技术进行层间的导电连接。今天的P4处理器采用了7层金属连接,而Athlon64使用了9层,所使用的层数取决于最初的版图设计,并不直接代表着最终产品的性能差异
接下来的几个星期就需要对晶圆进行一关接一关的测试,包括检测晶圆的电学特性,看是否有逻辑错误,如果有,是在哪一层出现的等等。而后,晶圆上每一个出现问题的芯片单元将被单独测试来确定该芯片有否特殊加工需要。
而后,整片的晶圆被切割成一个个独立的处理器芯片单元。在最初测试中,那些检测不合格的单元将被遗弃。这些被切割下来的芯片单元将被采用某种方式进行封装,这样它就可以顺利的插入某种接口规格的主板了。大多数intel和AMD的处理器都会被覆盖一个散热层。在处理器成品完成之后,还要进行全方位的芯片功能检测。这一部会产生不同等级的产品,一些芯片的运行频率相对较高,于是打上高频率产品的名称和编号,而那些运行频率相对较低的芯片则加以改造,打上其它的低频率型号。这就是不同市场定位的处理器。而还有一些处理器可能在芯片功能上有一些不足之处。比如它在缓存功能上有缺陷(这种缺陷足以导致绝大多数的CPU瘫痪),那么它们就会被屏蔽掉一些缓存容量,降低了性能,当然也就降低了产品的售价,这就是Celeron和Sempron的由来。
在CPU的包装过程完成之后,许多产品还要再进行一次测试来确保先前的制作过程无一疏漏,且产品完全遵照规格所述,没有偏差。
我们希望这篇文章能够为一些对于CPU制作过程感兴趣的人解答一些疑问。毕竟作者水平有限,不可能以专业的水平把制作过程完全展示给您,如果您有兴趣继续钻研,建议您去阅读一些有关集成电路制造的高级教材
❹ 硅片上面有盐酸会不会影响焊接
摘要 你好,很高兴为你解答,是会影响的,盐酸具有酸和络合剂的双重作用,氯离子能与溶解片子表面可能沾污的杂质,铝、镁等活泼金属及其它氧化物。希望对你有帮助
❺ 如何清洗硅片
清洗方法
(一)RCA清洗:
RCA 由Werner Kern 于1965年在N.J.Princeton 的RCA 实验室首创, 并由此得名。RCA 清洗是一种典型的湿式化学清洗。RCA 清洗主要用于清除有机表面膜、粒子和金属沾污。
1、颗粒的清洗
硅片表面的颗粒去除主要用APM ( 也称为SC1) 清洗液(NH4OH + H2O2 + H2O) 来清洗。在APM 清洗液中,由于H2O2的作用,硅片表面有一层自然氧化膜(SiO2) , 呈亲水性, 硅片表面和粒子之间可用清洗液浸透, 硅片表面的自然氧化膜和硅被NH4OH 腐蚀,硅片表面的粒子便落入清洗液中。粒子的去除率与硅片表面的腐蚀量有关, 为去除粒子,必须进行一定量的腐蚀。在清洗液中, 由于硅片表面的电位为负, 与大部分粒子间都存在排斥力, 防止了粒子向硅片表面吸附。
表2常用的化学清洗溶液
名称 组成
作用
SPM
H2SO4∶H2O2∶H2O
去除重有机物沾污。但当沾污非常严重时, 会使有机物碳化而难以去除
DHF
HF∶(H2O2)∶H2O
腐蚀表面氧化层, 去除金属沾污
APM(SC1) NH4OH∶H2O2∶H2O 能去除粒子、部分有机物及部分金属。此溶液会增加硅片表面的粗糙度
HPM(SC2) HCl∶(H2O2)∶H2O 主要用于去除金属沾污
2、表面金属的清洗
(1) HPM (SC22) 清洗 (2) DHF清洗
硅片表面的金属沾污有两种吸附和脱附机制: (1) 具有比硅的负电性高的金属如Cu ,Ag , Au , 从硅表面夺取电子在硅表面直接形成化学键。具有较高的氧化还原电位的溶液能从这些金属获得电子, 从而导致金属以离子化的形式溶解在溶液中, 使这种类型的金属从硅片表面移开。(2) 具有比硅的负电性低的金属, 如Fe , Ni ,Cr , Al , Ca , Na , K能很容易地在溶液中离子化并沉积在硅片表面的自然氧化膜或化学氧化膜上。这些金属在稀HF 溶液中能随自然氧化膜或化学氧化膜容易地除去。
3、有机物的清洗
硅片表面有机物的去除常用的清洗液是SPM。SPM 具有很高的氧化能力, 可将金属氧化后溶于溶液中, 并能把有机物氧化生成CO2 和水。SPM 清洗硅片可去除硅片表面的重有机沾污和部分金属,但是当有机物沾污较重时会使有机物碳化而难以去除。经SPM 清洗后, 硅片表面会残留有硫化物,这些硫化物很难用去粒子水冲洗掉。
(二)气相干洗
气相干洗是在常压下使用HF 气体控制系统的湿度。先低速旋转片子, 再高速使片子干燥, HF 蒸气对由清洗引起的化学氧化膜的存在的工艺过程是主要的清洗方法。另一种方法是在负压下使HF 挥发成雾。低压对清洗作用控制良好,可挥发反应的副产品, 干片效果比常压下好。并且采用两次负压过程的挥发, 可用于清洗较深的结构图形, 如对沟槽的清洗。
MMST工程
主要目标是针对高度柔性的半导体制造业而开发具有快速周期的工艺和控制方法。能够通过特定化学元素以及成分直接对硅片表面进行清理,避免了液体带来的成分不均匀和废液的回收问题,同时节约了成本。
1、氧化物去除:
用气相HF/水汽去除氧化物,所有的氧化物被转变为水溶性残余物, 被水溶性去除。绕开了颗粒清除过程,提高了效率。
2、金属化后的腐蚀残余物去除:
气相HF/氮气工艺用于去除腐蚀残余物,且金属结构没有被钻蚀。这个工艺避免了昂贵而危险的溶剂的使用, 对开支、健康、安全和环境等因素都有积极的影响。
3、氮化硅和多晶硅剥离:
在远离硅片的一个陶瓷管中的微波放电产生活性基, 去除硅片上的氮化硅和多晶硅, 位于陶瓷管和硅片之间的一块挡板将气体分散并增强工艺的均匀性, 剥离工艺使用NF3,Cl2,N2和O2的组合分别地去除Si3N4, 然后去除多晶硅。
4、炉前清洗:
用气相HF/HCl气体进行炉前清洗并后加一个原位水冲洗过程, 金属粒子的沾污被去除到了总反射X射线荧光光谱学(XRF)的探测极限范围之内。
5、金属化前,等离子腐蚀后和离子注入后胶的残余物去除:
臭氧工艺以及气相HF/氮气工艺还需进一步的改进才能应用。但是有一种微剥离工艺,用SC1/超声过程去除最后的颗粒。
❻ 集成电路为什么可以刻在硅片上
导线并不是硅片本身,而是由铝或是铜组成的,一般都是采用溅射的办法镀金属然后再光刻腐蚀成导线。补充上面那位朋友说的:硅片一般先要氧化在表面形成一层二氧化硅薄膜,然后在这层薄膜上光刻开窗,在开窗的位置离子注入,掺杂出P或N型半导体,然后还会反复的氧化开窗,最后二氧化硅会成为绝缘层用来保护导线不会与下面的原件发生短路
❼ 硅片的用处是什么
在硅片上制造微电路是成批地制造,在微小的面积上制出晶体管、电阻、电容而且按要求连成电路已属不易,而在一定面积的硅片上制造出性能一致的芯片则更加困难。集成电路的生产,大多是从硅片制备开始的,硅片的制备需要专门的设备和严格的生产条件。集成电路的制作过程更加复杂,为了保证工艺质量需使用大量昂贵的设备。仅以光刻机为例,我们从国外购买一台光刻机的价格就是2000万美金,而光刻机的型号升级诸如从5000型升级到6000型,则要投入上亿美金。而且,集成电路的制作对生产厂房的温度、湿度、空气的清洁度都有很高的要求,集成电路的生产一般都要在超净车间中进行,这种厂房的基本建设投资也大大高于一般厂房,相对于0.25微米6英寸的生产线建设投资2亿美金,建设一条0.25微米8英寸的线则需投入10到15亿美金。
集成电路的制造工艺、设备不仅非常复杂、昂贵,更需要不断创新。英特尔近来已经宣布将投入75亿美元改造它目前的0.18微米生产技术和设备,以采用0.13微米的制造工艺,并在这一工艺制造的集成电路芯片上采用铜线技术而非目前的铝线技术,因为铜线技术可以使芯片的运转速度更快、成本更低而且使用时升温幅度更小。
当我们在某种程度上逾越了技术封锁与设备禁运的时候,使我们掣肘的是我国技术工业的基础还有相当大的差距。举一个例子,光刻机的研制需要光学、精密仪器、机械、计算机控制等多种学科的知识,我们虽然可以把光刻机的原型器械和原理搞得一清二楚,但是经过材料、加工到生产的一系列环节之后,就是无法做出大规模生产的这种机器来。我们可以从美国买来光刻机,从意大利买来刻蚀机等等,但是我们很难把这些设备配置在一起,我国在集成电路工艺上的研究还没有大突破,集成电路工艺是设计和设备的桥梁和基础,设计与工艺不结合,设计做不上去,设备也做不出来。
还有一个值得指出的是,技术引进不等于自主技术的提升。随着我国对外开放、经济环境的日益宽松,现在技术、资本、设备都成套地被引进来,这在促进我国设备和材料方面具有一定的积极作用,但对于其它方面并没有什么太多的影响,因为这种引进并没有改变我国集成电路的技术工业基础,在核心技术层面上并没有使我们与先进水平缩短什么差距。
讲一个我们亲身经历的事儿。首钢 N EC最初引进的是6英寸、0.5微米(部分是0.35微米)的生产工艺,开始由 N EC负责管理生产、产品销售,日子很好的时候,我们提出想与他们进行研发合作,但颇受冷落。可是几年以后他们引进的技术落后了,外方也放手许可他们做“代工”,但是没有技术支撑,能做什么呢?后来他们回过头来又找我们合作;最近我们还听到华虹 N EC传出巨额亏损的消息,于是也有人反问:如果像华虹 N EC有关人士介绍的,它的亏损缘自世界半导体需求的下降以及 D RAM价格的暴跌,那么 D RAM卖不动了可不可以做些别的?我们没有这样的开发能力,不可能进行产品转型。
❽ 太阳能硅片用什么焊丝焊接
一般是用镀锡铜带来焊接太阳能电池(硅)片的
❾ 集成电路的电子器件为什么要集成在硅片上
首先,一般的电路中的绝缘体,只是一个载体,它起到支撑和绝缘的作用。而对于集成电路来讲,最底下的一层叫衬底(一般为P型半导体),是参与集成电路工作的。拿cmos工艺来讲,所以Nmos的衬底都是连在一起的,都是同一个衬底。
再形象一点,就是,集成电路是一些电子元器件加连线构成,没有绝缘体充当绝缘和支撑。它通过加反偏和其他的技术来实现隔离。
而对于为什么用硅,便宜不是用他的原因,因为它的半导体性质,才利用它。通过不同的掺杂形成P型和N型,一个多空穴,一个多电子,从而作用。GaAs贵,但是性能也好,多用于高速电路和军工方面。
集成电路(integrated circuit)是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺,把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起,制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上,然后封装在一个管壳内,成为具有所需电路功能的微型结构;其中所有元件在结构上已组成一个整体,使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。集成电路发明者为杰克·基尔比(基于锗(Ge)的集成电路)和罗伯特·诺伊思(基于硅(Si)的集成电路)。当今半导体工业大多数应用的是基于硅的集成电路。
是20世纪50年代后期一60年代发展起来的一种新型半导体器件。它是经过氧化、光刻、扩散、外延、蒸铝等半导体制造工艺,把构成具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上,然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。其封装外壳有圆壳式、扁平式或双列直插式等多种形式。集成电路技术包括芯片制造技术与设计技术,主要体现在加工设备,加工工艺,封装测试,批量生产及设计创新的能力上。
❿ 如何在硅片上进行光刻
硅片上光刻
硅片上涂光刻胶-烘焙-冷却-激光通过光罩照到胶上-目的是使胶变性-烘焙-冷却-显影液显影-清洗-烘焙-冷却
图形就复制到硅片上的光刻胶上.
然后刻蚀,把胶的图形传递到硅片上!