半導体製造

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半導体製造の19カテゴリ一覧

半導体製造とは

半導体製造

半導体とは導体と絶縁体の中間の性質をもつ材料であり、これを材料にした集積回路は情報処理能力に優れ、あらゆる産業に必要不可欠な製品です。

この半導体を製造するとは多結晶シリコン等から半導体である単結晶棒(シリコン インゴット)、及びこれをスライスしたウエハーを製造する事ですが、
この半導体を材料として集積回路を製造することも含まれています。

製造は前半工程と後工程に大別され、前工程はウエハー製造、酸化膜形成、パターン形成、イオン注入、拡散等による素子形成と表面平坦化を繰り返した後、電極形成、ウエハ―検査までの工程です。

後半工程はウエハをチップに切断、チップの外部環境から保護、及び周辺部品と信号の入出力をする為、パッケージ化、もしくは基板へ実装、検査までの工程です。

半導体製造の種類

半導体製造の種類について、前半製造工程、後半製造工程で多くの製造工程があります。

先ず、前半製造工程について

酸化膜形成工程 高温炉の中にウェハーを挿入し、酸素、もしくは水蒸気とシリコンを反応させて表面に絶縁性の酸化膜形成する工程です。

露光工程 シリコンウエハーに感光材(フォトレジスト)を塗布し、その感光材にフォトマスクを介して、特定の波長の光、レーザーを照射し、フォトマスクのパターンを感光材表面に焼き付ける工程です。

スピンデペロッパ工程 露光後、現像液をウエハーに塗布し、フォトレジストの感光しなかった部分を溶解、除去した後、ウエハーを洗浄、乾燥する工程です。

エッチング工程 現像後、露出した酸化膜を除去する工程で、ドライエッチング法(アッシング)とウエットエッチング法がある。ドライエッチングは微細加工に優れており、ウエットエッチング法はコストがドライエッチング法と比較し安価です。

イオン注入工程 ウエハ―の電気特性を制御する為、ウエハーに不純物イオンを注入する工程です。

高温拡散工程 ウエハ―に注入した不純物イオンを高温アニールによって均一に拡散させ電気特性を制御、決定する工程です。

平坦化(CMP)工程 パターン積層の為、ウエハー表面を研磨しパターンの凹凸を平坦化する工程です。

スパッタ工程 電極配線用のアルミ金属膜を蒸着形成する工程です。

ウエハテスト工程 ウエハに配置されたチップ毎に電気特製検査し、良否判定する工程です。

次に、後半製造工程について

ダイシング工程 ウエハーをダイヤモンドプレート、若しくはレーザーを用いてチップ(半導体素子DIE(ダイ))毎に分離する工程です。

ダイボンド工程 分離されたチップ(半導体素子DIE(ダイ))をリードフレーム、基板等の支持体に銀ペーストなどの接着剤を介して固着する工程です。

ワイヤーボンド工程 直径数百μm以下の金、アルミニウム、等のワイヤでチップ(半導体素子DIE(ダイ))上の電極と支持体リードフレーム、基板の電極を接続する工程です。

部品搭載及びリフロー工程 ハンダペースト等の接合剤を印刷した基板の電極に、チップ(半導体素子DIE(ダイ))をパッケージ化したデバイス、他電子部品を搭載した後、熱硬化炉(リフロー炉)に投入し接合剤を熱溶融させ接続する工程です。

フリップチップ工程 チップ(半導体素子DIE(ダイ))上の電極に形成された金、ハンダバンプ等と基板の電極を対向し、超音波、熱、圧力による金属接合もしくは異方性導電フィルム、ペーストにより接続する工程です。

参考文献
https://www.semijapanwfd.org/manufacturing_process.html
https://www9.jeita.or.jp/Japanese/



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