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貴在細節的半導體工藝,你懂多少?
發布時間:2019-01-05
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  現在社會幾乎是人手一部手機,很多人也跟缺了它便無法生活一樣,但是,你們又知不知道一部手機完成需要多少的零件,怎樣的工藝呢?很多電子産品上面的電源管理芯片、場效應管、肖特基二極管等的制作可是都不简单的。下面我们来了解一点关于制作时所需要注意的一点点事项。

  一般的機械加工是不需要潔淨室的,因爲加工分辨率在數十微米以上,遠比日常環境的微塵顆粒要大。但進入半導體組件或微細加工的世界,空間單位都是以微米計算,因此微塵顆粒沾附在制作半導體組件的晶圓上,便有可能影響到其上精密導線布局的樣式,造成電性短路或斷路的嚴重後果。
  
  爲此,所有半導體制程設備,都必須安置在隔絕粉塵進入的密閉空間中,這就是潔淨室的來由。潔淨室的潔淨等級,有一公認的標准,以class10爲例,意謂在單位立方英尺的潔淨室空間內,平均只有粒徑0.5微米以上的粉塵10粒。所以class後頭數字越小,潔淨度越佳,當然其造價也越昂貴。
  
  爲營造潔淨室的環境,有專業的建造廠家,及其相關的技術與使用管理辦法如下:
  
  1、內部要保持大于一大氣壓的環境,以確保粉塵只出不進。所以需要大型鼓風機,將經濾網的空氣源源不絕地打入潔淨室中。
  
  2、爲保持溫度與濕度的恒定,大型空調設備須搭配于前述之鼓風加壓系統中。換言之,鼓風機加壓多久,冷氣空調也開多久。
  
  3、所有氣流方向均由上往下爲主,盡量減少突兀之室內空間設計或機台擺放調配,使粉塵在潔淨室內回旋停滯的機會與時間減至最低程度。
  
  4、所有建材均以不易産生靜電吸附的材質爲主。
  
  5、所有人事物進出,都必須經過空氣吹浴(airshower)的程序,將表面粉塵先行去除。
  
  6、人體及衣物的毛屑是一項主要粉塵來源,爲此務必嚴格要求進出使用人員穿戴無塵衣,除了眼睛部位外,均需與外界隔絕接觸(在次微米制程技術的工廠內,工作人員幾乎穿戴得像航天員一樣。)當然,化妝是在禁絕之內,鉛筆等也禁止使用。
  
  7、除了空氣外,水的使用也只能限用去離子水(DIwater,de-ionizedwater)。一則防止水中粉粒汙染晶圓,二則防止水中重金屬離子,如鉀、鈉離子汙染金氧半(MOS)晶體管結構的帶電載子信道(carrierchannel),影響半導體組件的工作特性。去離子水以電阻率(resistivity)來定義好壞,一般要求至17.5MΩ-cm以上才算合格;爲此需動用多重離子交換樹脂、RO逆滲透、與UV紫外線殺菌等重重關卡,才能放行使用。由于去離子水是最佳的溶劑與清潔劑,其在半導體工業的使用量極爲驚人!
  
  8、洁净室所有用到的气源,包括吹干晶圆及机台空压所需要的,都得使用氮气(98),吹干晶圆的氮气甚至要求99.8以上的高纯氮! 以上八点说明是最基本的要求,另还有污水处理、废气排放的环保问题,再需要大笔大笔的建造与维护费用!

  由這麽一個環節我們就知道建造一處晶圓廠房供于國內的半導體産業是有多麽不易,除去要耗費的資金、材料與人力,正式啓動工作計劃也是不容易的,有很多的細節需要注意,可謂失之毫厘差之千裏。晶圓廠房裏面生産的不管是場效應管還是肖特基、橋堆等元器件都是一項很值得注意,一定要細心仔細的操作。做到所有的事按照制定的規則來完成。保證萬無一失。