芯片生产封装过程简介及概念

1.wafer，die，chip，cell的概念

• wafer(晶圆)：高纯度的多晶硅溶解后掺入硅晶体晶种，然后慢慢拉出，形成圆柱形的单晶硅。硅晶棒在经过研磨，抛光，切片后，形成硅晶圆片，也就是晶圆。

晶圆----维基百科

半导体---维基百科

        半导体的制作材料主要是半导体材料Si(硅)【还有其他一些半导体材料】，纯硅是来自主要成分为SiO2的砂子，但是纯硅的导电性太弱，不能满足芯片制造的需求，这时就要做本征半导体的掺杂。向本征型材料或天然材料中添加杂质的过程称为掺杂，而杂质则称为掺杂剂。掺杂后，本征型材料变成了非本征型材料。实际上，只有在进行掺杂之后，这些材料才会变得可用。

        根据掺杂的杂质类型分为了N型【杂质原子带多电子】和P型【杂质原子少带电子hole】。

• die(晶粒，裸片/裸芯片)：die是硅片中一个很小的单位，包括了设计完整的单个芯片以及芯片邻近水平和垂直方向上的部分划片槽区域。可以理解为die是没有封装也没有引脚的芯片【这里不包括一个封装里面多个die的情况】。可能一个基带做成了一个die，也可能是一个视频编解码die，gpu die，一颗低算力的adas芯片做成一个die。大芯片很可能要做成多个die，然后封装在一起或者分开封装。
• chip：常见的意义应该是封装好了，包含引脚的芯片
• cell：是更小的集合，一个门器件可以称呼为cell，一个乘法器也可以称为一个cell。

        说到这里chip和cell比较好理解，die和wafer又是什么关系呢？

        

        芯片制造的过程，是大规模的，不是一颗颗制造的，所以首先一片wafer上有很多die，然后一次又有很多wafer。

        一般情况下，一次制造过程都是同一种芯片，所有wafer上的所有die都是一种芯片，这样才能大规模，低成本的量产。当然一片wafer上可以是不同功能的die，想象一下，不同的die就要有不同电路和不同的处理程序。

        一片wafer上的所有die同时进行测试，满足要求的会被切割下来进行封装，不满足要求的就是废片。wafer通常的尺寸有6英寸、8英寸、12英寸规格不等。

        生产的过程是先将wafer划成一小格一小格的die，然后在所有小格子上同时完成 氧化 - 光刻 -刻蚀 - 薄膜沉积- 互连 - 测试 - 封装。再进一步描述一般基本步骤是：

        先将晶圆适当清洗，再在其表面进行氧化及化学气相沉积，再进行涂膜、曝光、显影、蚀刻、离子植入、金属溅镀等反复步骤，最终在晶圆上完成数层电路及元件加工与制作。

        对于单层电路层的芯片，这些元器件都是平铺在wafer上的-----称之为2D芯片。【2D芯片和版图layout是多层不是同一个概念，即使是2D芯片加工过程也是对齐layout分多层加工的，单层电路也是立体的，可以形象的理解单层电路是1层的平房，3D的堆叠是多层楼房】

        3D芯片有两类，一类是将多个die通过binding或TSV封装在一起，形成多die的堆叠；另一类是像flash mem制造商那样在一个die上完成多层电路的加工与制作。下文会简单介绍芯片中“层”的概念。

wafer、die、cell是什么，它们的关系和区别？-电子工程专辑

多层堆叠电路层与层之间有绝缘膜，SiO2层。这种保护晶圆表面的氧化工艺也是一项专门的计数，这里不做详细讨论。可参考：

半导体晶圆氧化工艺介绍 - 艾邦半导体网

2.

芯片制造过程_富芯微电子有限公司,防护器件,可控硅,二极管,三极管,MOSFET

探秘半导体制造全流程：从晶圆加工到封装测试-CSDN博客