Endra Dwi PurnomoI8110019Teknik Mesin Produksi

Semiconductor Manufacturer

Semikonduktor Fabrication / manufacturer

adalah proses manufaktur yang digunakan untukmenciptakan chip, sirkuit terpadu yang hadir di alat listrikdan elektronik sehari-hari

Proses ini memiliki urutan yang banyak dari fotografi danpemrosesan kimia di mana sirkuit elektronik diciptakansecara bertahap di atas wafer yang terbuat dari bahan ber-semikonduksi murni.

Sebuah wafer pada umumnya terbuat dari silikon yangsangat murni yang dikembangkan menjadi ingot silindermono-crystalline yang memiliki diameter sampai 300 mmmenggunakan proses Czochralski. Ingot-ingot ini kemudiandipotong menjadi wafer dengan ketebalan 0,75mm dandisemir untuk mendapatkan permukaan yang rata danteratur

Silikon adalah semikonduktor yang paling penting bagi industri mikroelektronika. Bila dibandingkan dengan germanium, silikon unggul karena alasan berikut:

(1) Si memiliki celah pita yang lebih besar (1,1 eV untuk Si dibandingkan 0,66 eV untuk Ge).(2) perangkat Si dapat beroperasi pada suhu tinggi (150oC vs 100oC).(3) intrinsik resistivitas lebih tinggi (2,3 x 105 Ω-cm vs 47 Ω-cm).(4) SiO2 lebih stabil daripada GeO2 yang juga larut dalam air.(5) Si lebih murah.

II. Film Deposition

Physical Vapor Deposition (PVD)-Film dibentuk oleh atom langsung diangkut dari sumber ke substrat melalui fase gas• Penguapan

thermal penguapanE-beam evaporasi

• SputteringDC sputteringDC Magnetron sputterinRF sputterin

• Reaktif PVD

Chemical Vapor Deposition (CVD)-Film dibentuk oleh reaksi kimia pada permukaan substrat• Tekanan Rendah CVD (LPCVD)• Plasma-Enhanced CVD (PECVD)• Atmosfer Tekanan-CVD (APCVD• Metal-Organic CVD (MOCVD) OxidationSpin CoatingPlatting

OxidationSilicon DioxideDi bawah paparan oksigen, permukaan silikon mengoksidasi untukmembentuk silikon dioksida (SiO2). Dioksida silikon asli adalah isolator listrikberkualitas tinggi dan dapat digunakan sebagai bahan penghalang selamaimplan kotoran atau difusi, untuk isolasi listrik dari perangkatsemikonduktor, sebagai komponen dalam transistor MOS, atau sebagaidielektrik interlayer dalam struktur metalisasi bertingkat seperti multichipmodul. Kemampuan untuk membentuk oksida asli adalah salah satupertimbangan pengolahan primer yang menyebabkan silikon menjadi bahansemikonduktor yang dominan digunakan dalam sirkuit terpadu hari ini.

Oksidasi termal dari silikon dengan mudah dicapai dengan memanaskansubstrat pada suhu biasanya di kisaran 900-1200 derajat C. Suasana di tungkumana oksidasi berlangsung dapat mengandung oksigen murni atau uap air.Kedua molekul menyebar dengan mudah melalui lapisan SiO2 yang tumbuhpada temperatur tinggi. Oksigen tiba di permukaan silikon dapatmenggabungkan dengan silikon untuk membentuk silikon dioksida. Reaksikimia yang terjadi baik

LithographyDigunakan untuk transfer ke Pola oksida, logam, semikonduktor.3 jenis Photoresists (PR):

1) Positif:. PR pola sama sebagai masker. Saat terkena cahaya, cahayadegradasi polimer (dijelaskan secara lebih rinci nanti)mengakibatkan photoresist menjadi lebih mudah larut dalampengembang. PR dapat dihilangkan dalam pelarut yg tdk mahal sepertiaseton.

2) Negatif:. PR pola merupakan kebalikan dari maske. Saat terkenacahaya, cahaya yang berpolimerisasi karet di photoresist untukmemperkuat resistensi itu untuk pembubaran dalam pengembang. Yangmenolak harus dikeluarkan dalam bahan kimia pengupasan khusus. inimenolak cenderung sangat sensitif kelembaban.

. 3) Kombinasi: photoresist sama dapat digunakan untuk transfer pola baiknegatif dan positif. Dapat dihilangkan dalam murahpelarut.

Etching

Etching adalah proses di mana daerah yang tidakdiinginkan dari film dikeluarkan oleh salah melarutkan merekadalam larutan kimia basah (Etsa Basah) atau denganmereaksikan dengan gas dalam plasma untuk membentukproduk yang mudah menguap (Etsa Kering).

Resist melindungi daerah-daerah yang tetap. Dalam beberapakasus topeng keras, lapisan biasanya bermotif SiO2 atau Si3N4,digunakan ketika selektivitas etch untukphotoresist rendahatau penyebab lingkungan etsa tahan terhadap delaminate.Ini adalah bagian dari litografi - transfer pola

Wet Chemical Etching

Wet Etch:

- Berada dalam isotropik umum

(tidak digunakan untuk fitur etch kurang dari ≈ 3 m)

- Mencapai selektivitas tinggi untuk film yang paling

kombinasi

- Mampu throughputs tinggi

- Menggunakan peralatan comparably murah

- Dapat telah menolak masalah adhesi

- Bisa etching apa saja

Example Wet Processes

For SiO2 etching - HF + NH4F+H20 (buffered oxide etch or BOE) For Si3N4

- Hot phosphoric acid: H3PO4 at 180 °C - need to use oxide hard mask Silicon - Nitric, HF, acetic acids - HNO3 + HF + CH3COOH + H2O Aluminum - Acetic, nitric, phosphoric acids at 35-45 °C - CH3COOH+HNO3+H3PO4

Dry or Plasma Etching

Dry or Plasma Etching

Kombinasi kimia dan etsa fisik - Ion Etching Reaktif (RIE)Dalam RIE proses wafer berada di elektroda bertenaga. Penempatan ini membuat sebuah bias negatif pada wafer yang mempercepat positif mengisi ion ke permukaan.Ion-ion meningkatkan mekanisme kimia etching dan memungkinkan anisotropik. etching

Cetak Etching basah lebih sederhana, tetapi cetak etching kering memberikan kontrol garislebar lebih baik karena merupakan anisotropik.

Methods of planar process

Diffusion• Sebuah ingot seragam doped

diiris menjadi wafer.• Sebuah film oksida ini

kemudian tumbuh di wafer.• Film ini berpola dan terukir

menggunakan fotolitografimengekspos bagian tertentudari silicon.

• Wafer ini kemudian berputardengan sumber polaritasberlawanan doping berpeganghanya pada daerah yang terkena.

• Wafer ini kemudian dipanaskandalam tungku (800-1250 deg.C) untuk mendorong atom kedalam silikon doping tersebut.

Ion Implantation• Sebuah akselerator partikel

digunakan untuk mempercepatatom doping sehingga dapatmenembus kristal silikon kekedalaman beberapa mikron

• Kisi kerusakan kristal tersebutkemudian diperbaiki denganmemanaskan wafer pada suhusedang selama beberapa menit. Proses ini disebut annealing.

Final Testing

Setiap chip memori diuji pada berbagai tahap dalam proses manufaktur untuk melihat cara cepat dapat menyimpan atau mengambil informasi, termasuk suhu tinggi burn-in di milik Micron ® oven AMBYX yang menguji sirkuit dari setiap chip, memastikan kualitas dan kehandalan.burn-in dipantau menyediakanumpan balik selama proses berlangsung, yang memungkinkan identifikasi dan koreksi masalah manufaktur.

Paket-paket selesai diperiksa, disegel, dan ditandai dengan tinta khusus untuk menunjukkan jenis produk, tanggal, kode paket, dan kecepatan. Para barang jadi kapal area chip untuk komputer, periferal, telekomunikasi, dan transportasi pelanggan di seluruh dunia.

Dalam 30 tahun terakhir semikonduktor telah menjadi hampir sangat diperlukan dalam banyak aspek kehidupan sehari-hari. Bahkan orang yang tidak memiliki atau menggunakan komputer cenderung menggunakan memori semikonduktor dalam satu cara atau lain. Banyak kemampuan yang fantastis dunia modern kita dimungkinkan berkat semikonduktor memori chip.