Résumé des procédés de fabrication courants des semi-conducteurs
Le terme « procédé semi-conducteur » désigne le processus de fabrication des puces à partir de matériaux semi-conducteurs. Ce processus comprend la préparation des plaquettes, le nettoyage, l'évaporation, la lithographie, la gravure, la diffusion, le recuit, le métallisation, la découpe et d'autres étapes.
La fabrication de semi-conducteurs désigne le processus d'usinage d'une puce complète, capable de remplir une fonction spécifique, sur une plaquette de silicium, grâce à une série d'étapes complexes. Différents produits de semi-conducteurs impliquent différents procédés ; nous présenterons donc de manière systématique tous les procédés de fabrication de semi-conducteurs susceptibles d'intervenir dans ce processus.
Quelles sont les frontières entre la fabrication et le conditionnement des semi-conducteurs ?
Contrairement à l'encapsulation, la fabrication de semi-conducteurs (Front-end) vise à produire des plaquettes nues avec des circuits complexes et nécessite un environnement de salle blanche hautement contrôlé afin d'empêcher la poussière d'affecter la structure microscopique des circuits. L'objectif de l'encapsulation (Back-End of Line) est de protéger la puce nue et d'améliorer sa résistance physique et sa tolérance aux agressions environnementales. Généralement, l'amincissement des plaquettes marque la séparation entre la fabrication et l'encapsulation. Après amincissement, les plaquettes sont expédiées de l'usine de fabrication à l'usine d'encapsulation, ce qui achève le processus de fabrication des semi-conducteurs. Quelles sont les différences de processus entre les différents types de puces ? Le terme « puce » est très vaste et se subdivise en de nombreuses catégories. On distingue généralement les puces logiques (CPU, GPU, etc.), les puces mémoire (DRAM, NAND, Flash, etc.), les puces analogiques et mixtes, les dispositifs de puissance, les puces RF, les puces de capteurs, etc.
Les différents types de puces utilisent des principes de conception, des normes de fabrication et des matériaux différents, en fonction de leur application et de leurs exigences fonctionnelles. Par exemple, on dit souvent que les procédés de gravure avancés de 5 nm et 7 nm sont généralement utilisés pour les puces logiques, tandis que pour les puces RF, les procédés SAW et BAW ne tiennent pas compte de la largeur des lignes. Par exemple, les puces mémoire sont principalement gravées en 12 pouces, mais les semi-conducteurs de troisième génération utilisent généralement des gravures de 4,6 pouces en raison des limitations du substrat SiC. Quelles sont les classifications des procédés de fabrication des semi-conducteurs ?
Photolithographie
Comprend le revêtement, l'exposition, le développement, la cuisson et d'autres procédés.
procédé à sec
Revêtements : incluant le dépôt physique en phase vapeur (PVD), le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et le dépôt de couches atomiques (ALD). Le PVD comprend également l’évaporation, la pulvérisation cathodique et le dépôt laser pulsé (PLD). Le CVD inclut le CVD assisté par plasma (PECVD), le CVD basse pression (LPCVD), le CVD organométallique (MOCVD), le MPCVD et le CVD laser. Gravure sèche : APCVD, HT-CVD et UHV-CVD.
gravure à sec
La gravure sèche se divise en gravure physique, gravure chimique et gravure physico-chimique. La gravure physique comprend la gravure par faisceau d'ions (IBE), la gravure chimique comprend le décollement plasma, etc. La gravure physico-chimique comprend les techniques ICP-RIE, CCP-RIE, ECR-RIE, DRIE, etc.
Épitaxie
L'épitaxie se divise en épitaxie en phase liquide (LPE), épitaxie en phase gazeuse (VPE), épitaxie par jets moléculaires (MBE), épitaxie par jets chimiques (CBE), etc.
Implantation ionique
Inclut l'implantation d'ions à haute énergie, l'implantation d'ions à basse énergie, l'implantation d'ions à haute dose, l'implantation d'ions à flux élevé, l'implantation d'ions moléculaires de masse élevée, etc.
Diffuser
Diffusion à partir d'une source gazeuse, diffusion à partir d'une source liquide, diffusion à partir d'une source solide, diffusion avant dépôt, etc.
Recuire
Recuit en tube de four, recuit thermique rapide, recuit laser, recuit plasma, etc.
Procédé humide
Les procédés par voie humide se divisent en gravure chimique, nettoyage, électrodéposition, dépôt chimique en phase vapeur, polissage chimico-mécanique, etc.
Fountyl Technologies Pte Ltd., basée à Singapour et forte de 20 ans d'expérience dans l'industrie des semi-conducteurs, se spécialise dans la fabrication de pièces en céramique de pointe. Son produit phare est le mandrin à broches, fabriqué à partir de divers matériaux céramiques (alumine, zircone, carbure de silicium, nitrure de silicium, nitrure d'aluminium et céramiques poreuses). Maîtrisant l'intégralité du processus, du frittage à l'usinage de précision, en passant par les tests et le nettoyage, Fountyl Technologies Pte Ltd. garantit des délais de livraison respectés. Ses produits sont exportés vers plus de 20 pays et régions, notamment aux États-Unis, en Europe et en Asie du Sud-Est.