1、了解芯片加工制造的标准化流程;
2、掌握芯片制造过程的技术原理;
3、掌握芯片核心构成部分的工作原理;
4、了解芯片制造过程中所用到的通用器械和防护用具。
芯片是电子工程应用的基础组成部分,在现代信息工业中,有大量的使用,对于芯片的制造流程对于很多功课都有学习和借鉴作用。其中的每个制造步骤和加工原理都蕴含着精妙的工程解决方案,并在加工制造过程中得以体现,整个过程包含了芯片加工流程的以下知识点:
1、 制备单晶硅棒
2、 晶圆加工
3、 沉积工艺
4、 掩膜投影
5、 显影
6、 湿法刻蚀
7、 去除光刻胶
8、 刻蚀暴露的硅
9、 沉积二氧化硅
10、 刻蚀与研磨工艺暴露硅
11、 再次匀胶和曝光
12、 离子掺杂
13、 再次去除光刻胶
14、 制作栅级绝缘介质
15、 制作晶体管的源极与漏极
16、 沉积无掺杂氧化硅
17、 开出连接通孔
18、 通孔填充金属钨
19、 制作晶体管间电连线
20、 芯片切割装盒
21、芯片与封装引脚接合
一、芯片加工材料准备实验模块:
1、 点击进入本步骤场景;点击步骤名称展现单晶硅棒制备流程;拖动圆盘从各个角度观察制备过程;
2、 点击进入本步骤场景,继承上一步骤的单晶硅棒;点击完成单晶硅棒的分割切片,获得晶圆;操作观察晶圆的抛光与一系列检查加工;
二、 芯片加工前端生产线实验模块
3、 检测完成材料准备模块,即可点击进入本模块,自动继承上一模块的成果场景;点击展现晶圆;点击完成旋涂技术,将光刻胶均匀的涂抹在抛光加工后的晶圆表面上,沉积一层光刻胶层、一层氧化硅层、一层二氧化硅层到晶圆表面上;展现各层的组成结构;
4、 点击选择正确的仪器(掩膜投影器),在晶圆表面光刻胶溶解完成去除,最终形成若干掩膜版复刻小单元;
5、 点击进入步骤;选择正确的材料(显影液),对目标进行操作,去除曝光后的光刻胶部分,选择操作正确,即能将氮化硅层暴露出来;
6、 点击进入该步骤,选择合适的材料(腐蚀性液体),选择正确到目标上进行操作,正确即可刻蚀掉暴露出的氮化硅及二氧化硅;
7、 通过步骤按钮选择本步骤要做的操作,选择正确,即可将表面的光刻胶去除;
8、 选择正确的材料(腐蚀性液体),选择正确并对目标进行点击操作,即可将光刻胶清除后暴露的硅刻蚀掉;可以用放大镜对细节进行观摩;
9、 点击进入该步骤,选择本步骤所要沉积的物质,选择正确,则播放沉积动画,完成沉积一层二氧化硅使晶体管间绝缘的过程;
10、 点击进入该步骤,选择工艺(刻蚀、研磨工艺),选择正确,则去掉二氧化硅和氮化硅,使下面的硅暴露出来;
11、 选择即将要“保护不想被掺杂的二氧化硅不被曝光”的物质,选择正确,则均匀地滴加光刻胶,完成该步骤;
12、 选择正确的技术(离子注入技术)来完成对暴露出来的硅进行P型或N型掺杂,选择正确即执行虚拟的离子注入动作;
13、 点击进入步骤;去除掺杂部分的光刻胶,即可看见注入的电子自由移动;显示这部分硅可实现导电功能;
14、 点击进入本步骤场景,完成制作栅级绝缘介质的流程;用放大镜可以进行放大观看;
15、 点击放大微观尺度原理单元;可操作进行全方位微观原理模型的观看和动画演示;确定一个周期完毕;点击现实重复步骤的展示;观察复习流程(重复“匀胶-曝光-离子注入”,制作晶体管的源极与漏极),加强记忆;
三、 芯片加工后端生产线实验模块
16、 点击进入本步骤,选择正确的沉积材料(氧化硅)交互点击完成“沉积无掺杂的氧化硅”;
17、 点击进入本步骤,交互改变视角查看本步骤操作(“通过曝光-刻蚀将无掺杂的氧化硅上开出连接用的通孔“);
18、 点金进入该步骤,选择正确的材料(金属钨)进行通孔填充;可用放大镜进行交互放大观察;
19、 点进入本步骤,三维动画展现“晶体管间的电连线路,得到充满芯片的晶圆”;拖动使用三维视角进行交互观察学习;
20、 选择正确的工具(圆锯);选择正确,播放“通过圆锯将晶圆切割成一个个芯片,分装成盒”的动画;
21、 点击进入该步骤,通过三维交互视角,观看本步骤的三维动画(使用引线与封装的引脚接合,完成芯片分装);
22、 点击进入该步骤,通过三维交互视角,观看本步骤的三维动画(封装盖子保护芯片不被灰尘等污染,完整的芯片制作完成)。