MOSFET裸片:从设计到生产的全过程

MOSFET裸片是指没有封装的MOSFET芯片,可以直接在印刷电路板(PCB)上进行焊接。相较于标准MOSFET封装,裸片具有更好的散热性以及更小的体积,越来越多的电子行业开始采用裸片,特别是在高集成度、小型化、高密度安装的应用中。

裸片一般可以分为Si裸片和SiC裸片两种。

从设计到生产的全过程包括:芯片设计、掩膜制作、掩膜光刻、衬底清洗、衬底抛光、外延生长、离子注入、退火、衬底分离等多个步骤。

就芯片设计而言,需要进行器件仿真、工艺仿真、电性能分析等多方面的工作,充分掌握了设计流程后,就可以进行掩膜制作。利用影像光刻技术制作掩膜,将需要得到的推敲、印刷到图纸上。接着进行掩膜光刻,先使用酸洗移除掩膜上对应元件的光刻胶。然后在半导体表面再进行掩膜光刻,控制光刻时间和强度,使之在光敏的光刻剂上形成微细的通道。接着对芯片进行衬底清洗以及衬底抛光,使衬底变得平整光滑,并准备好各种材料。

在进行外延生长时,需要一个种子晶片,晶片表面有所谓的晶核,晶核是一个原子级别的缺陷,在每个寿命周期里不断地增长。外延液料含有制备MOSFET所需的材料。在特定条件下,液体材料会通过化学反应在种子涂层表面沉积,从而以MOSFET的形式生长。

离子注入是制造MOSFET必要的步骤之一,可以在芯片的电阻层中形成所需的区域、接触等等。退火是让表面和内部结构松弛性,消除因制造工艺引起的缺陷,同时回复其晶界,提高MOSFET的电性能。衬底分离是将芯片从衬底分离出来,使之成为独立的芯片。

MOSFET裸片的制造过程非常繁琐,需要高超的专业技术和严谨的工艺要求。

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