面对半导体行业的高速发展,掌握核心术语不仅是行业人的基本功,更是沟通无碍的关键。无论你是刚入行的新手,还是经验丰富的达人,这份“半导体术语小百科”将带你走进从硅到微芯片、从前端到后端的每一环节。
让我们通过快问快答的形式,速通半导体核心术语,开启半导体人“知行合一”的进阶之旅!
Q1:什么是半导体
A1:半导体是一种兼具导电体与绝缘体特性的化学材料,因此得名“半导体”。如今,作为微芯片,它们已成为几乎每种电气系统的核心组成部分。
Q2:什么是硅
A2:硅(Si)是成就高科技的核心材料。它在自然界中随处可见,如同沙滩上的沙子——事实上,沙子的主要成分正是二氧化硅。要提炼出芯片生产所需的超纯单晶硅,需要通过复杂的工艺从沙子中剥离出氧元素。仅凭一公吨沙子,就能制造出约3000片直径300毫米的晶圆。
Q3:什么是晶圆
A3:在半导体领域,“晶圆”指的是由硅等材料制成的圆形薄片。通过“拉晶”工艺,高温液态硅被凝固成圆形单晶——也就是晶棒,直径可达300毫米,长度超过一米。然后,这个圆柱体被切割成比一毫米还薄的片状原始晶圆。经过长达数月的复杂制造工序,这些晶圆最终被加工成半导体芯片。
Q4:什么是微芯片
A4:微芯片由多层堆叠而成,犹如摩天大楼的楼层,每片芯片约含30层,每层都具备特定功能,如导电或形成电阻。为构建这些“楼层”,晶圆需经过数百道工序,逐层添加额外的薄层并进行结构化处理。
首先,需要在原始晶圆上沉积一层材料,涂上光刻胶,并通过光掩膜进行曝光。曝光区域的光刻胶硬化,而未曝光部分则被蚀刻去除。裸露区域接着进行物理处理,以赋予所需电特性,随后清除残余光刻胶。新层在此基础上逐步沉积并重复处理流程——采用新光掩膜和相应工艺。
随着层数增多,芯片愈发复杂、性能更强。通过这种方法,晶圆上生成了有源和无源组件,并通过金属导线连成电路。晶圆通过全部工序需要数月时间,所有电路形成后会在晶圆上进行功能测试。随后,晶圆被送至制造合作伙伴处切割成单片芯片,封装在塑料外壳中。经过进一步功能检测,微芯片便可广泛应用于各类电子零部件、组件和系统中。
Q5:什么是前端和后端
A5:前端和后端是半导体生产制造的两大组成部分。
前端工序主要是在晶圆上附加实际电路并将其图案化。对于博世,这些工作在博世位于罗伊特林根、德累斯顿和罗斯维尔的晶圆制造厂的洁净室中完成。
后端工序则包括从晶圆中分离出单个芯片、组装并进行测试。博世的大部分半导体最终测试在罗伊特林根、苏州、槟城和哈特万进行。
Q6:什么是洁净室
A6:半导体由比人类头发细约50倍的极细结构组成。因此,在半导体生产的制造室中,必须确保周围空气中没有灰尘或其他污染颗粒。即使是最微小的颗粒也可能破坏半导体组件。
因此,洁净室使用专用的抽气和过滤技术保持空气洁净。洁净室分为不同的等级,敏感的芯片制造需要最高纯度的1级洁净室。对于工作服装的要求是:连体服、手套、头罩和面罩,并禁止使用化妆品,例如口红和眼线等。
Q7:什么是黄光
A7:洁净室采用特殊的黄色光源照明,其中不含紫外线,从而防止涂有光刻胶的晶圆意外曝光。
从微芯片的多层工艺到洁净室的严苛标准,每一个环节都是半导体推动未来科技发展的重要基石。博世半导体将不断挑战技术前沿,致力于为未来出行带来更智能、更高效、更绿色的解决方案。
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