芯片工艺培训资料文档
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芯片工艺培训
芯片切割
芯片切割两种方法：
金刚刀切割 激光切割
17
德豪润达光电科技有限公司
芯片切割
18
德豪润达光电科技有限公司
测试与分拣
芯片的光电参数： 1、芯片测试 2、芯片分选 其中LED芯片测试机对芯片光电参数的一致性起着主要 作用，分选机的性能及使用方式也会部分地影响到芯片 光电参数的一致性。
19
德豪润达光电科技有限公司
LED 芯片基础知识
刘娉娉
2010-7-19
1
LED及其应用
LED （Light Emitting Diode）是靠电子和空 穴的复合,将电能转换成光能的半导体器件。 LED具有寿命长、可靠性高、体积小、功耗 低、响应速度快、易于调制和集成等优点。 LED可应用于彩灯、交通灯、数码管、显示 屏、手机和笔记本电脑背光源等。
产品生产（制造）成本计算，就是将企业生 产过程中位制造产品所发生的各种费用，按照所 生产产品的品种（即成本计算对象）进行分配和 归集，计算各种产品的总成本和单位成本。
节约成本的方法：
1、提高生产效率，提高产量 2、优化工艺步骤，减少单位原材料损耗 3、原材料的国产化、本地化
25
德豪润达光电科技有限公司
湿法腐蚀
9
德豪润达光电科技有限公司
Mesa干法蚀刻
N-GaN
10
干法蚀刻
蓝宝石衬底不导电，露出部分N-GaN ICP干法蚀刻： 影响因素：气体、流量、比例、压力、 时间； 参数：蚀刻深度、表面状况
德豪润达光电科技有限公司
P、N电极蒸镀
PN电极
undercut 光刻图形
11
•PN打线盘 •N型欧姆接触电极 •金属蒸镀参数： 蒸发源纯度、真空度、 蒸发速率 黏附性、欧姆接触
芯片封装测试流程详解培训资料
时间等参数符合工艺要求。
固化后需要对塑封后的芯片进行 检查，确保没有气泡、空洞和裂
缝等缺陷。
去飞边、切筋整形
去飞边是将塑封材料的外边缘去除的过程，以使芯片外观更加整洁美观。
切筋整形是将塑封材料按照芯片的形状进行修剪和整理的过程，以使芯片符合产品 要求。
在去飞边和切筋整形过程中需要注意保护芯片和引脚不受损伤，同时保持外观整洁 美观。
05 封装测试设备与材料
测试设备介绍
测试机台
用于对芯片进行性能和 功能测试的设备，具备
高精度和高可靠性。
显微镜
观察芯片封装结构的细 节，确保封装质量。
探针台
用于连接芯片引脚和测 试设备的工具，确保信
号传输的稳定性。
温度箱
模拟不同温度环境，检 测芯片在各种温度下的
性能表现。
测试材料介绍
0102Βιβλιοθήκη 0304焊锡膏
用于将芯片与基板连接的材料 ，要求具有优良的导电性和耐
热性。
粘合剂
用于固定芯片和基板的材料， 要求具有高粘附力和耐久性。
绝缘材料
用于保护芯片和线路不受外界 干扰的材料，要求具有高绝缘
性能。
引脚
用于连接芯片和外部电路的金 属脚，要求具有优良的导电性
和耐腐蚀性。
06 封装测试常见问题及解决 方案
芯片贴装
芯片贴装是将芯片放置在PCB板 上的过程，通常使用自动贴装机
完成。
贴装前需要检查芯片和PCB板的 型号、规格是否匹配，以及芯片
的外观是否有破损或缺陷。
贴装过程中，需要调整好芯片的 位置和角度，确保芯片与PCB板 对齐，并保持稳定的贴装压力和
温度。
引脚焊接
引脚焊接是将芯片的引脚与 PCB板上的焊盘进行焊接的过 程，通常使用热压焊接或超声 波焊接。
固化后需要对塑封后的芯片进行 检查，确保没有气泡、空洞和裂
缝等缺陷。
去飞边、切筋整形
去飞边是将塑封材料的外边缘去除的过程，以使芯片外观更加整洁美观。
切筋整形是将塑封材料按照芯片的形状进行修剪和整理的过程，以使芯片符合产品 要求。
在去飞边和切筋整形过程中需要注意保护芯片和引脚不受损伤，同时保持外观整洁 美观。
05 封装测试设备与材料
测试设备介绍
测试机台
用于对芯片进行性能和 功能测试的设备，具备
高精度和高可靠性。
显微镜
观察芯片封装结构的细 节，确保封装质量。
探针台
用于连接芯片引脚和测 试设备的工具，确保信
号传输的稳定性。
温度箱
模拟不同温度环境，检 测芯片在各种温度下的
性能表现。
测试材料介绍
0102Βιβλιοθήκη 0304焊锡膏
用于将芯片与基板连接的材料 ，要求具有优良的导电性和耐
热性。
粘合剂
用于固定芯片和基板的材料， 要求具有高粘附力和耐久性。
绝缘材料
用于保护芯片和线路不受外界 干扰的材料，要求具有高绝缘
性能。
引脚
用于连接芯片和外部电路的金 属脚，要求具有优良的导电性
和耐腐蚀性。
06 封装测试常见问题及解决 方案
芯片贴装
芯片贴装是将芯片放置在PCB板 上的过程，通常使用自动贴装机
完成。
贴装前需要检查芯片和PCB板的 型号、规格是否匹配，以及芯片
的外观是否有破损或缺陷。
贴装过程中，需要调整好芯片的 位置和角度，确保芯片与PCB板 对齐，并保持稳定的贴装压力和
温度。
引脚焊接
引脚焊接是将芯片的引脚与 PCB板上的焊盘进行焊接的过 程，通常使用热压焊接或超声 波焊接。
LED基础知识培训(芯片)
LED基础知识培训
二、外延片
外延片是指用外延工艺在衬底表面生长薄膜所生片的单晶硅片。一般外 延层厚度为2-20微米，作为衬底的单晶硅片厚度为610微米左右。 外延工艺：外延生长技术发展于20世纪50年代末60年代初，为了制造高 频大功率器件，需要减小集电极串联电阻。生长外延层有多种方法，但 采用最多的是气相外延工艺，常使用高频感应炉加热，衬底置于包有碳 化硅、玻璃态石墨或热分解石墨的高纯石墨加热体上，然后放进石英反 应器中，也可采用红外辐照加热。为了克服外延工艺中的某些缺点，外 延生长工艺已有很多新的进展：减压外延、低温外延、选择外延、抑制 外延和分子束外延等。外延生长可分为多种，按照衬底和外延层的化学 成分不同，可分为同质外延和异质外延；按照反应机理可分为利用化学 反应的外延生长和利用物理反应的外延生长；按生长过程中的相变方式 可分为气相外延、液相外延和固相外延等。
LED基础知识培训
三、LED外延片工艺流程如下：
衬底 - 结构设计 - 缓冲层生长 - N型GaN层生长 - 多量子阱发光层生 - P型GaN层生长 - 退火 - 检测（光荧光、X射线） - 外延片 外延片- 设计、加工掩模版 - 光刻 - 离子刻蚀 - N型电极（镀膜、退 火、刻蚀） - P型电极（镀膜、退火、刻蚀） - 划片 - 芯片分检、分 级 重点设备：金属有机物化学气相淀积（Metal-Organic Chemical Vapor Deposition，简称 MOCVD）， 1968年由美国洛克威尔公司提出来的一项 制备化合物半导体单品薄膜的新技术。该设备集精密机械、半导体材料、 真空电子、流体力学、光学、化学、计算机多学科为一体，是一种自动 化程度高、价格昂贵、技术集成度高的尖端光电子专用设备，主要用于 GaN（氮化镓）系半导体材料的外延生长和蓝色、绿色或紫外发光二极管 芯片的制造，也是光电子行业最有发展前途的专用设备之一。
LED芯片制造工艺基础培训讲课文档
ITO工艺
P/N Pad工艺
去胶、清洗
去胶后每批抽1片进行刻蚀深度测试，确保已经刻到N-GaN重掺 层，刻蚀过深或过浅都会影响到芯片的多项光电参数（Vf1等）。
SiO2工艺
检测
去膜剂
刻蚀深度测试 第十一页，编辑于星期五：十三点 九分。
综合站 黄光站 化学站 综合站 化学站
前处理
1去铟球 2外延清洗
P/N Pad工艺
10 P/N Pad光刻 11Plasma清洗 12 P/N Pad蒸镀 13金属剥离去胶
SiO2工艺 14SiO2沉积 15光刻SiO2 16 SiO2蚀刻、去胶 17金属熔合
检测
18电性 19打线 20推力 21拉膜 22外观
p MQW
N 衬底
实 物 图
EPI
EPI
EPI
EPI
曝光台
P/N Pad工艺
SiO2工艺
软烤、坚膜
检测
365nm紫外光
匀正胶
软烘
曝光
显影
坚膜
第八页，编辑于星期五：十三点 九分。
综合站 黄光站 化学站 综合站 化学站
前处理
1去铟球 2外延清洗
Mesa工艺 3Mesa光刻
ITO工艺
P/N Pad工艺
光刻知识：
光刻胶的主要成分：
•Resin : Film material (Polymer) :酚醛树脂，提供光刻胶的粘附性、化 学 抗蚀性，当没有溶解抑制剂存在时，线性酚醛树脂会溶解在显影液 中的 •PAC : Photo Active Compound,光敏化合物，最常见的是重氮萘醌（DNQ） ，在曝光前，DNQ是 一种强烈的溶解抑制剂，降低树脂的溶解速度。在紫外 曝光后，DNQ在光刻胶中化学 分解，成为溶解度增强剂，大幅提高显影液中 的溶解度因子至100或者更高。这种曝光反应会在DNQ中产生羧酸，它在显 影液中溶解度很高。 •Solvent ::醋酸溶剂，提高流动性
PD芯片知识培训
零偏下的PN结，当以适当的能量光照射PN 结。使光生电场E=Ei-Ep=0即Ei已被削减为零。 耗尽区不存在。这时光生载流子虽仍在P-N中 产生。但无电场引导和加速。在杂乱的扩散 过程中，大部份光生空穴和光生电子相继复 合而消失。不能形成外部电流。
A、零偏置有大弊端
①器件的响应率很差且很易饱和
②依靠扩散动动形成的光电流响应速度很慢
PIN PD 芯片知识
1
培训内容
➢ PD芯片基本理论 ➢ PD 芯片设计说明 ➢ PD芯片工艺流程 ➢ PD芯片参数及测试 ➢ PD芯片检验 ➢ 结束语
2
1、什么是PD芯片？ PD——Photo Devices 光电探测器
Photo Dioder 光电二极管
2、为什么要做PD芯片？
光纤通信均采用光谱很窄的单色光源，要求所采用的检测器具有
由于PN结的横向扩展，结离金属电极边缘的实际距离起到了保护 结的作用。
11
三次版图
380
560
560 20
380 20
300
20 20
55二次版图
55二次版图
图4．三次版图
三次版图为P面电极图形，电极材料为Cr-Au，它由光敏面电极及
延伸电极组成。光敏面电极要大于二次版电极环尺寸，延伸电极是
为了避免键合应力直接施加在光敏面上而设计的。由于它延伸到介
6
1．前言
随着光电子技术的高速发展，对光电探测器的可靠性提出 了越来越高的要求。器件是否能长期稳定可靠地工作，成为光 电探测器件的设计、制造所要解决的关键问题之一。
2. 芯片结构设计
Φ300μm
SiNx
Cr-Au
Zn扩散
SiNx
n--InP顶层
A、零偏置有大弊端
①器件的响应率很差且很易饱和
②依靠扩散动动形成的光电流响应速度很慢
PIN PD 芯片知识
1
培训内容
➢ PD芯片基本理论 ➢ PD 芯片设计说明 ➢ PD芯片工艺流程 ➢ PD芯片参数及测试 ➢ PD芯片检验 ➢ 结束语
2
1、什么是PD芯片？ PD——Photo Devices 光电探测器
Photo Dioder 光电二极管
2、为什么要做PD芯片？
光纤通信均采用光谱很窄的单色光源，要求所采用的检测器具有
由于PN结的横向扩展，结离金属电极边缘的实际距离起到了保护 结的作用。
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三次版图
380
560
560 20
380 20
300
20 20
55二次版图
55二次版图
图4．三次版图
三次版图为P面电极图形，电极材料为Cr-Au，它由光敏面电极及
延伸电极组成。光敏面电极要大于二次版电极环尺寸，延伸电极是
为了避免键合应力直接施加在光敏面上而设计的。由于它延伸到介
6
1．前言
随着光电子技术的高速发展，对光电探测器的可靠性提出 了越来越高的要求。器件是否能长期稳定可靠地工作，成为光 电探测器件的设计、制造所要解决的关键问题之一。
2. 芯片结构设计
Φ300μm
SiNx
Cr-Au
Zn扩散
SiNx
n--InP顶层
(完整版)2.讲座之一--PD芯片知识培训
三次版图
4. 工艺设计 4．1 基片材料设计 衬底晶向设计为（100）。 （100）晶面的界面态密度最小，而且与其它晶向相比，便于划片或解理，因此 可避免由此给管芯带来的晶格损伤。 设计的衬底掺杂元素为（S）。 硫有明显抑制位错的作用，在相同的掺杂浓度下，位错密度可低0.5～1个数量级。 要求衬底位错密度越低越好。但鉴于国内目前n—InP位错密度的最好水平就是5×103cm2。因此设计此参数。 厚度：34010m； 表面：无波纹，无腐蚀坑，表面平整、光亮。
4.3.1 耐压强度用现有的PECVD工艺制作的膜，其耐压为6106V/cm，若膜厚为1.30～1.40m，耐压强度则为165～192V。芯片工作电压的最大额定值为-10V，而且器件的击穿电压均60V左右，因此设计指标完全能满足要求。 4.3.2折射率1.85～2.0 折射率反映了膜的致密程度及化学组份，它与淀积条件密切相关。PECVD SiN膜的折射率一般在1．8～2.1之间。实验中我们发现折射率越高，膜越容易龟裂，因此我们将容易生产龟裂的第一层SiN膜折射率设计为1.85～1.9,不易裂且起钝化作用.由于SiN与InP的热膨胀系数不一致，界面产生的应力较大，尤其是PECVD SiN摸呈现压缩应力，在高真空闭管扩散中，膜稍厚就会因应力造成龟裂而失去掩膜作用。因此在设计最佳厚度时应考虑此因素，我们设计SiN掩膜厚度为0.08～0.12m。
SiNx Cr-Au Zn扩散 SiNx n--InP顶层 n--InGaAs吸收层 n+-InP缓冲层 n+-InP衬底 Au
1．前言 随着光电子技术的高速发展，对光电探测器的可靠性提出了越来越高的要求。器件是否能长期稳定可靠地工作，成为光电探测器件的设计、制造所要解决的关键问题之一。 2. 芯片结构设计
4. 工艺设计 4．1 基片材料设计 衬底晶向设计为（100）。 （100）晶面的界面态密度最小，而且与其它晶向相比，便于划片或解理，因此 可避免由此给管芯带来的晶格损伤。 设计的衬底掺杂元素为（S）。 硫有明显抑制位错的作用，在相同的掺杂浓度下，位错密度可低0.5～1个数量级。 要求衬底位错密度越低越好。但鉴于国内目前n—InP位错密度的最好水平就是5×103cm2。因此设计此参数。 厚度：34010m； 表面：无波纹，无腐蚀坑，表面平整、光亮。
4.3.1 耐压强度用现有的PECVD工艺制作的膜，其耐压为6106V/cm，若膜厚为1.30～1.40m，耐压强度则为165～192V。芯片工作电压的最大额定值为-10V，而且器件的击穿电压均60V左右，因此设计指标完全能满足要求。 4.3.2折射率1.85～2.0 折射率反映了膜的致密程度及化学组份，它与淀积条件密切相关。PECVD SiN膜的折射率一般在1．8～2.1之间。实验中我们发现折射率越高，膜越容易龟裂，因此我们将容易生产龟裂的第一层SiN膜折射率设计为1.85～1.9,不易裂且起钝化作用.由于SiN与InP的热膨胀系数不一致，界面产生的应力较大，尤其是PECVD SiN摸呈现压缩应力，在高真空闭管扩散中，膜稍厚就会因应力造成龟裂而失去掩膜作用。因此在设计最佳厚度时应考虑此因素，我们设计SiN掩膜厚度为0.08～0.12m。
SiNx Cr-Au Zn扩散 SiNx n--InP顶层 n--InGaAs吸收层 n+-InP缓冲层 n+-InP衬底 Au
1．前言 随着光电子技术的高速发展，对光电探测器的可靠性提出了越来越高的要求。器件是否能长期稳定可靠地工作，成为光电探测器件的设计、制造所要解决的关键问题之一。 2. 芯片结构设计
芯片类培训教程
电路设计基础
电路分析基础
学习电路的基本概念和分析方法 ，如欧姆定律、基尔霍夫定律等 。
数字电路设计
掌握数字电路的基本概念和设计 方法，如门电路、组合逻辑电路 、时序逻辑电路等。
01 02 03 04
模拟电路设计
了解模拟电路的基本原理和设计 方法，如运算放大器、滤波器、 振荡器等。
混合信号电路设计
学习混合信号电路的设计方法和 技巧，如模数转换器（ADC）、 数模转换器（DAC）等。
技术创新与挑战
先进制程技术
01
随着制程技术不断进步，芯片性能得到提升，但制造成本也相
应增加。
新型材料与器件
02
新型材料和器件的研究与应用为芯片技术创新带来新的可能，
如碳纳米管、二维材料等。
封装与测试技术
03
先进的封装技术可以提高芯片集成度和性能，同时降低功耗和
成本；高效的测试技术可以确保芯片质量和可靠性。
关键设备与材料
01
关键设备
介绍芯片制造过程中使用的关键设备，如光刻机、蚀刻机、离子注入机
、化学气相沉积设备等，以及它们的工作原理和性能指标。
02
关键材料
阐述芯片制造所需的关键材料，如硅晶圆、光刻胶、靶材、气体等，以
及它们的特性和选用原则。
03
设备与材料的国产化进展
概述我国在芯片制造设备与材料方面的国产化进展和面临的挑战。
测试原理与方法
测试目的与分类
明确芯片测试的目的，介绍测试 的分类（如功能测试、性能测试
、可靠性测试等）。
测试原理与流程
详细阐述芯片测试的基本原理， 包括测试信号的输入与输出、测 试模式的设置等，并介绍典型的
测试流程。
半导体制造工艺培训课程(56页)
图1-9 PN结电容结构
13
1.2 基本半导体元器件结构
图1-10 MOS场效应晶体管电容结构
14
1.2 基本半导体元器件结构
1.2.2 有源器件结构 有源器件，如二极管和晶体管与无源元件在电子控制方式上
有很大差别，可以用于控制电流方向，放大小的信号，构成复杂的 电路。这些器件与电源相连时需要确定电极（+或-）。工作时利用 了电子和空穴的流动。 1.二极管的结构
4. CMOS结构
图1-15 CMOS反相器电路的电路图、顶视图和剖面图
19
1.3 半导体器件工艺的发展历史
图1-16 生长型晶体管生长示意图
20
1.3 半导体器件工艺的发展历史
图1-17 合金结结型晶体管示意图
21
1.3 半导体器件工艺的发展历史
图1-18 台面型结型晶体管示意图
22
1.3 半导体器件工艺的发展历史
50
1.8 芯片制造的生产环境
1.8.1 净化间沾污类型 净化间沾污类型可以分为5大类：颗粒、金属杂质、有机物沾污、
自然氧化层和静电释放。 1.颗粒
图1-30 颗粒引起的缺陷
51
1.8 芯片制造的生产环境
2.金属杂质 3.有机物沾污 4.自然氧化层 5.静电释放 1.8.2 污染源与控制
应严格控制硅片加工生产厂房里的各种沾污，以减小对芯片的 危害。作为硅片生产厂房的净化间其主要污染源有这几种：空气、 人、厂房、水、工艺用化学品、工艺气体和生产设备。 1.空气
30
1.4 集成电路制造阶段
表1-2 1μm以下产业的技术节点列表
(2)提高芯片的可靠性 芯片的可靠性主要指芯片寿命。 (3)降低芯片的成本 半导体芯片的价格一直持续下降。
13
1.2 基本半导体元器件结构
图1-10 MOS场效应晶体管电容结构
14
1.2 基本半导体元器件结构
1.2.2 有源器件结构 有源器件，如二极管和晶体管与无源元件在电子控制方式上
有很大差别，可以用于控制电流方向，放大小的信号，构成复杂的 电路。这些器件与电源相连时需要确定电极（+或-）。工作时利用 了电子和空穴的流动。 1.二极管的结构
4. CMOS结构
图1-15 CMOS反相器电路的电路图、顶视图和剖面图
19
1.3 半导体器件工艺的发展历史
图1-16 生长型晶体管生长示意图
20
1.3 半导体器件工艺的发展历史
图1-17 合金结结型晶体管示意图
21
1.3 半导体器件工艺的发展历史
图1-18 台面型结型晶体管示意图
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1.3 半导体器件工艺的发展历史
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1.8 芯片制造的生产环境
1.8.1 净化间沾污类型 净化间沾污类型可以分为5大类：颗粒、金属杂质、有机物沾污、
自然氧化层和静电释放。 1.颗粒
图1-30 颗粒引起的缺陷
51
1.8 芯片制造的生产环境
2.金属杂质 3.有机物沾污 4.自然氧化层 5.静电释放 1.8.2 污染源与控制
应严格控制硅片加工生产厂房里的各种沾污，以减小对芯片的 危害。作为硅片生产厂房的净化间其主要污染源有这几种：空气、 人、厂房、水、工艺用化学品、工艺气体和生产设备。 1.空气
30
1.4 集成电路制造阶段
表1-2 1μm以下产业的技术节点列表
(2)提高芯片的可靠性 芯片的可靠性主要指芯片寿命。 (3)降低芯片的成本 半导体芯片的价格一直持续下降。
芯片制造半导体工艺实用教程
芯片制造半导体工艺实用教程概述半导体芯片是现代电子行业中的重要组成部分，广泛应用于计算机、通信、消费电子等各个领域。
芯片制造工艺是生产芯片的核心环节，包括晶圆加工和封装测试两个主要步骤。
本教程将介绍芯片制造的基本流程和关键技术，帮助读者了解半导体工艺和芯片制造过程。
第一章：晶圆加工工艺1.1晶圆制备晶圆是半导体芯片制造的基础材料，通常由单晶硅制成。
本节将介绍晶圆制备的主要过程，包括单晶生长、切割和抛光等。
1.2光刻光刻是制备芯片图案的重要步骤，通过光刻胶和光刻机将设计图案转移到晶圆上。
本节将介绍光刻的原理、步骤和常见问题。
1.3电子束曝光电子束曝光是一种高分辨率的芯片制造技术，适用于制作微细结构。
本节将介绍电子束曝光的原理、设备和关键参数。
1.4电镀电镀是制备金属薄膜的常用技术，用于连接芯片各个部分。
本节将介绍电镀的原理、工艺和注意事项。
第二章：封装测试工艺2.1封装工艺封装是将芯片封装成器件的过程，包括芯片切割、铺线、焊接等。
本节将介绍封装工艺的步骤和常见封装形式。
2.2焊接技术焊接是芯片封装中的关键步骤，确保芯片与外部引脚的连接可靠。
本节将介绍常见的焊接技术和焊接质量控制方法。
2.3芯片测试芯片测试是确保芯片质量的关键环节，包括功能测试、可靠性测试等。
本节将介绍常见的芯片测试方法和测试设备。
2.4封装材料封装材料是封装工艺中的重要组成部分，直接关系到芯片的性能和可靠性。
本节将介绍常见的封装材料和其选择原则。
第三章：相关工艺技术3.1清洗技术清洗技术是芯片制造中的常用步骤，用于去除表面污染物和残留物。
本节将介绍芯片清洗的方法、设备和注意事项。
3.2热处理技术热处理技术是芯片制造中的关键工艺，用于改变材料的性能和结构。
本节将介绍常见的热处理方法和其应用领域。
3.3薄膜制备技术薄膜制备是芯片制造中的重要环节，用于制备功能性薄膜。
本节将介绍常见的薄膜制备方法和材料选择原则。
3.4工艺控制和质量管理工艺控制和质量管理是确保芯片制造过程稳定和质量可控的关键。
芯片封装工艺详解培训资料
集成化
集成化是芯片封装技术的重要发展方向 。通过将多个芯片和器件集成到一个封 装体内，实现系统级集成，提高性能和 可靠性。
VS
模块化
模块化封装可以实现快速开发和批量生产 。通过模块化的封装方式，可以快速组合 和定制不同功能的芯片模块，缩短产品上 市时间。
高性能与高可靠性
高性能
随着电子设备对性能要求的不断提高，高性 能的芯片封装技术也得到了快速发展。高性 能封装可以实现更快的传输速度和更低的功 耗。
包装
将检测合格的芯片按照规定进行包装， 以保护芯片在运输和存储过程中不受 损坏，同时标明产品规格和性能参数 等信息。
03 芯片封装材料
塑封材料
塑封材料是芯片封装中常用的材料之一，主要起到保护、绝缘和固定芯片的作用。
塑封材料通常由环氧树脂、聚氨酯、硅橡胶等高分子材料制成，具有良好的电气性 能、耐热性、耐腐蚀性和机械强度。
汽车电子领域
汽车电子领域是芯片封装工艺应用的另一个重要领域，主要涉及汽车安全、自动驾驶、车联网等领域 。由于汽车电子系统对可靠性和安全性的要求非常高，因此对芯片封装工艺的要求也相应较高。
总结词：汽车电子领域对芯片封装工艺的可靠性和安全性要求极高，需要具备抗振、抗冲击、耐高温 等性能。
THANKS FOR WATCHING
异形封装与多芯片封装
异形封装
为了满足不同电子设备的特殊需求，芯片封装呈现出异形化的趋势。异形封装可以根据产品需求定制 不同形状和结构的封装体，提高产品的独特性和差异化。
多芯片封装
多芯片封装技术可以将多个芯片集成到一个封装体内，实现更高的集成度和更小的体积，同时降低成 本和提高性能。
集成化与模块化
脚与芯片之间的可靠连接。
(完整版)2.讲座之一--PD芯片知识培训
B、 PN结上加反向偏置电压
势垒Vd+V高度增加，耗尽区宽度W加宽。响 应率和响应速度都可以得到提高。
7、PIN光电二极管
PN结器件：结构简单；暗电流降低困难，无法提高响 应率；稳定性差
PIN器件：
当器件处于反偏置状态时电源在PN结中形成电场E与 内建电场Ei同方向，合成结电场
Ej=E+Ei使耗尽区W显著地展宽，再加本征i层具有极高 的电阻值，已接近绝缘体，耗尽区在整个i区内延伸。 给器件带来三个优点。
➢ 6.2光照时节
当光波照射到PN结上，光子就会产生电子 空穴时，光生载流子的运动同样在结区形或 电场Ei，和电压Vp，而Vp和Ep的方向和极 性正好与Vd和Ei相反起削弱电场Vd和Ei的作 用，当外界光照是稳定的将PN结西端用导 线连接，串入电流计就能读出光电流Ip.
➢ 6.3外加电时
反向偏置的P—N结。
化膜之间存在较大的势垒，电子和空穴不易由半导体注入到 介质膜中，能够稳定暗电流参数。
2.4 采用双层钝化膜平面结构，较之台面结构其稳定性更好 。
2.5 P面采用延伸电极，避免了因键合应力直接施加在Pn结 及有源区上产生新的晶体缺陷以及由此造成的结构退化。
芯片版图设计
380
55 20
560
300 20
三次版图
380
560
560 20
380 20
300
20 20
55二次版图
55二次版图
图4．三次版图
三次版图为P面电极图形，电极材料为Cr-Au，它由光敏面电极及
延伸电极组成。光敏面电极要大于二次版电极环尺寸，延伸电极是
为了避免键合应力直接施加在光敏面上而设计的。由于它延伸到介
质膜上面，将附加一个MOS电容，因此不宜过大。延伸电极的尺寸
势垒Vd+V高度增加，耗尽区宽度W加宽。响 应率和响应速度都可以得到提高。
7、PIN光电二极管
PN结器件：结构简单；暗电流降低困难，无法提高响 应率；稳定性差
PIN器件：
当器件处于反偏置状态时电源在PN结中形成电场E与 内建电场Ei同方向，合成结电场
Ej=E+Ei使耗尽区W显著地展宽，再加本征i层具有极高 的电阻值，已接近绝缘体，耗尽区在整个i区内延伸。 给器件带来三个优点。
➢ 6.2光照时节
当光波照射到PN结上，光子就会产生电子 空穴时，光生载流子的运动同样在结区形或 电场Ei，和电压Vp，而Vp和Ep的方向和极 性正好与Vd和Ei相反起削弱电场Vd和Ei的作 用，当外界光照是稳定的将PN结西端用导 线连接，串入电流计就能读出光电流Ip.
➢ 6.3外加电时
反向偏置的P—N结。
化膜之间存在较大的势垒，电子和空穴不易由半导体注入到 介质膜中，能够稳定暗电流参数。
2.4 采用双层钝化膜平面结构，较之台面结构其稳定性更好 。
2.5 P面采用延伸电极，避免了因键合应力直接施加在Pn结 及有源区上产生新的晶体缺陷以及由此造成的结构退化。
芯片版图设计
380
55 20
560
300 20
三次版图
380
560
560 20
380 20
300
20 20
55二次版图
55二次版图
图4．三次版图
三次版图为P面电极图形，电极材料为Cr-Au，它由光敏面电极及
延伸电极组成。光敏面电极要大于二次版电极环尺寸，延伸电极是
为了避免键合应力直接施加在光敏面上而设计的。由于它延伸到介
质膜上面，将附加一个MOS电容，因此不宜过大。延伸电极的尺寸
集成电路芯片封装技术培训课程(2024)
2024/1/28
生物医学应用中的特殊封装实例
如植入式医疗设备、生物传感器、神经刺激器等。
26
06
封装设备选型及使用注意事项
2024/1/28
27
关键设备介绍及选型建议
封装设备分类
根据封装工艺和芯片类型，封装设备可分为手动、半自动和全自动 三类。
关键设备介绍
包括贴片机、焊线机、塑封机、切筋打弯机等，分别用于芯片贴装 、焊接、塑封和引脚成型等工序。
金
高导电性、抗氧化、耐腐 蚀，用于高端封装中的引 线和触点。
8
绝缘材料
陶瓷
高热稳定性、良好的绝缘 性和机械强度，用于高端 封装和特殊环境。
2024/1/28
塑料
低成本、易加工、良好的 绝缘性，广泛用于中低端 封装。
玻璃
较高的热稳定性和绝缘性 ，用于某些特定封装中。
9
密封材料
环氧树脂
低成本、良好的密封性和绝缘性，广 泛用于中低端封装。
主要以金属罐封装为主，体积大 、重量重、成本高。
2024/1/28
中期封装技术
逐渐出现塑料封装和陶瓷封装，体 积减小、重量减轻、成本降低。
现代封装技术
不断追求小型化、轻量化、高性能 化和低成本化，出现了多种先进封 装技术，如BGA、CSP、3D封装等 。
5
常见封装类型及其特点
DIP封装
双列直插式封装，引脚从两侧引出，插装方便 ，但封装密度较低。
选型建议
根据生产需求、预算和工艺要求，选择适合的设备型号和配置，注意 设备的精度、稳定性、生产效率和易维护性。
2024/1/28
28
设备操作规范与维护保养要求
2024/1/28
操作规范
2024年芯片类培训教程
芯片类培训教程一、引言随着科技的飞速发展，芯片作为现代信息技术的核心，已经广泛应用于各个领域。
芯片产业在我国也得到了高度重视和快速发展。
为了满足市场对芯片人才的需求，芯片类培训教程应运而生。
本教程旨在为广大芯片行业从业者、学生及爱好者提供一个系统、全面的芯片知识学习平台，帮助学员掌握芯片设计、制造、测试和应用等方面的关键技术。
二、教程目标1.培养学员对芯片产业的认识，了解芯片在现代社会中的重要性。
2.使学员掌握芯片设计的基本原理和方法，具备一定的芯片设计能力。
3.使学员熟悉芯片制造工艺，了解芯片生产过程。
4.培养学员具备芯片测试和验证的能力，确保芯片产品的质量和性能。
5.帮助学员了解芯片在不同领域的应用，拓展职业发展空间。
三、教程内容1.芯片基础知识（1）半导体物理基础（2）半导体器件原理（3）集成电路设计方法（4）芯片制造工艺2.芯片设计（1）数字电路设计（2）模拟电路设计（3）混合信号电路设计（4）芯片封装与测试3.芯片制造（1）光刻技术（2）掺杂技术（3）薄膜沉积技术（4）刻蚀技术4.芯片测试与验证（1）芯片测试方法（2）芯片验证流程（3）故障分析与定位（4）可靠性测试5.芯片应用（1）计算机芯片（2）通信芯片（3）消费电子芯片（4）汽车电子芯片四、教学方法1.理论教学：通过讲解、案例分析等方式，使学员掌握芯片相关理论知识。
2.实践教学：结合实际工程项目，让学员动手实践，提高实际操作能力。
3.在线学习：利用网络平台，提供丰富的学习资源，方便学员随时随地进行学习。
4.企业实习：安排学员到企业实习，了解芯片产业现状，提高职业素养。
五、师资力量本教程由具有丰富教学经验和实际工程经验的专家、教授授课。
他们分别来自国内外知名高校、科研院所和企业，具备深厚的学术背景和丰富的实践经验。
六、证书与就业学员完成本教程学习并通过考试，可获得相应证书。
本教程旨在培养具备实战能力的芯片人才，为学员就业和职业发展提供有力支持。
《芯片制造工艺》课件
离子注入机则用于将杂质 离子注入到晶圆中的特定 区域，以改变材料的电学 性质。
刻蚀机和镀膜机则分别用 于在晶圆表面刻蚀和沉积 材料，形成电路和器件结 构。
封装设备
封装设备是将制造好的芯片封装在管壳中，以保护芯片 并便于使用。
塑封机用于将芯片封装在塑料或陶瓷管壳中，打标机则 用于在管壳上打上标识，便于识别和追踪。
芯片制造工艺技术
薄膜制备技术
01
02
03
化学气相沉积
利用化学反应在芯片表面 形成固态薄膜，常用方法 包括热 CVD、等离子体增 强 CVD 和原子层沉积。
物理气相沉积
通过物理方法将材料原子 或分子沉积到芯片表面， 形成固态薄膜，包括真空 蒸发镀膜和溅射镀膜。
分子束外延
在单晶基底上以单层原子 精度控制生长单晶薄膜的 技术。
光刻技术
光学光刻
利用光线透过掩模投射到光敏材 料上，形成电路图形的光刻技术
。
X 射线光刻
利用 X 射线通过掩模投射到光敏 材料上，形成电路图形的光刻技术 。
离子束光刻
利用离子束通过掩模投射到光敏材 料上，形成电路图形的光刻技术。
刻蚀技术
等离子刻蚀
利用等离子体进行刻蚀的技术，可以实现各向异性刻蚀。
存储器优势
三星电子在存储器领域具有显著优势，其DRAM和 NAND闪存芯片在全球市场份额中占据领先地位。
产业链拓展
三星电子不仅在芯片制造领域有所建树，还 通过拓展产业链，涉足手机、电视等电子产 品领域。
中芯国际的芯片制造工艺
1 2
成熟工艺技术
中芯国际在成熟工艺技术方面具有较强的实力， 能够提供多种制程技术的芯片制造服务。
主要包括塑封机、打标机、测试机等。 测试机则用于测试封装好的芯片性能是否符合要求。
刻蚀机和镀膜机则分别用 于在晶圆表面刻蚀和沉积 材料，形成电路和器件结 构。
封装设备
封装设备是将制造好的芯片封装在管壳中，以保护芯片 并便于使用。
塑封机用于将芯片封装在塑料或陶瓷管壳中，打标机则 用于在管壳上打上标识，便于识别和追踪。
芯片制造工艺技术
薄膜制备技术
01
02
03
化学气相沉积
利用化学反应在芯片表面 形成固态薄膜，常用方法 包括热 CVD、等离子体增 强 CVD 和原子层沉积。
物理气相沉积
通过物理方法将材料原子 或分子沉积到芯片表面， 形成固态薄膜，包括真空 蒸发镀膜和溅射镀膜。
分子束外延
在单晶基底上以单层原子 精度控制生长单晶薄膜的 技术。
光刻技术
光学光刻
利用光线透过掩模投射到光敏材 料上，形成电路图形的光刻技术
。
X 射线光刻
利用 X 射线通过掩模投射到光敏 材料上，形成电路图形的光刻技术 。
离子束光刻
利用离子束通过掩模投射到光敏材 料上，形成电路图形的光刻技术。
刻蚀技术
等离子刻蚀
利用等离子体进行刻蚀的技术，可以实现各向异性刻蚀。
存储器优势
三星电子在存储器领域具有显著优势，其DRAM和 NAND闪存芯片在全球市场份额中占据领先地位。
产业链拓展
三星电子不仅在芯片制造领域有所建树，还 通过拓展产业链，涉足手机、电视等电子产 品领域。
中芯国际的芯片制造工艺
1 2
成熟工艺技术
中芯国际在成熟工艺技术方面具有较强的实力， 能够提供多种制程技术的芯片制造服务。
主要包括塑封机、打标机、测试机等。 测试机则用于测试封装好的芯片性能是否符合要求。
40_LED芯片制程工艺培训课件
SIO2
Al2O3(430um)
2023/11/16
SIO2 SIO2 ITO
P-GaN AlGaN
MQW
SI02 SI02 ITO
n-GaN GaN缓冲层
SI02 n-GaN
24
8.5 SIO2光刻 –腐蚀
设备:清洗机台 工艺参数：浸泡BOE 60s 冲水 甩干
光刻胶 SIO2 ITO P-GaN AlGaN MQW
MQW
Cr/Pt/Au
光刻胶 SI02 ITO
n-GaN GaN缓冲层
SI02
SI02 n-GaN
26
10、金属剥离
设备:清洗机 工艺参数：丙酮超声3min，晾干后蓝膜拉，85度去胶液①泡10min，80度去胶液②泡10min， 冲水，甩干，过氧10min
光刻胶 SIO2 ITO P-GaN AlGaN MQW
AlG良aN现象，所以对版后需
要
AlGaN MQW
4、显影MQ液W 温度和更换频率也会影响显影，故亦需进行监控……
n-GaN
n-GaN
GaN缓冲层
GaN缓冲层
Al2O3(430um)
2023/11/16
11
3.2 ITO光刻-曝光
设备：尼康曝光机25s、ABM曝光机15s 工艺：手动曝光：光刻版：LP-0709A-2E
AlGaN
MQW
n-GaN GaN缓冲层
15
5、ITO合金
设备：聚智合金退火炉 P001上管 工艺：560度合金20min（543/550/576）N2流量开（同ITO BK7玻璃一起合金） 注意项：合金操作时不能用橡胶手套，防止因温度过高使橡胶手套熔化而污染；合金时合金 炉内测温为550℃，氧气和氮气流量是否符合要求（PV值是否达到SV值 ）。
2024版芯片类培训教程共3文档
测试方法 包括黑盒测试、白盒测试、灰盒测试等，针对不 同测试阶段和测试目标，选择合适的测试方法。
3
测试工具 使用专业的芯片测试工具，如ATE（自动测试设 备）、仿真器等，提高测试效率和准确性。
2024/1/28
19
验证策略与实施
2024/1/28
验证策略
01
根据芯片设计复杂度和验证目标，制定详细的验证计划，包括
30
芯片设计方法
自顶向下设计
从系统级开始，逐步细化到模块 级、电路级和物理级的设计方法。
基于IP的设计
利用已有的成熟IP核进行芯片设 计，缩短开发周期，降低风险。
软硬件协同设计
将硬件和软件结合起来进行协同 设计，优化整体性能。
2024/1/28
12
芯片设计工具与软件
01
02
03
04
EDA工具
包括电路仿真工具、版图编辑 工具、自动布局布线工具等，
2024/1/28
可靠性测试与评估
介绍常用的芯片可靠性 测试方法，如高温老化、 温度循环、机械应力测 试等，并分析测试结果 以评估芯片可靠性。
失效分析与改进
针对芯片出现的失效现 象，进行深入分析并找 出根本原因，提出改进 措施以提高芯片可靠性。
24
封装材料选择与优化
2024/1/28
封装材料类型与特性
用于芯片设计的各个阶段。
硬件描述语言
如Verilog、VHDL等，用于描 述芯片的逻辑功能。
IP核库
提供各类成熟的IP核供设计者 选择和使用，如处理器核、存
储器核、接口核等。
设计验证工具
用于对芯片设计进行仿真验证 和形式验证，确保设计的正确
性和可靠性。
3
测试工具 使用专业的芯片测试工具，如ATE（自动测试设 备）、仿真器等，提高测试效率和准确性。
2024/1/28
19
验证策略与实施
2024/1/28
验证策略
01
根据芯片设计复杂度和验证目标，制定详细的验证计划，包括
30
芯片设计方法
自顶向下设计
从系统级开始，逐步细化到模块 级、电路级和物理级的设计方法。
基于IP的设计
利用已有的成熟IP核进行芯片设 计，缩短开发周期，降低风险。
软硬件协同设计
将硬件和软件结合起来进行协同 设计，优化整体性能。
2024/1/28
12
芯片设计工具与软件
01
02
03
04
EDA工具
包括电路仿真工具、版图编辑 工具、自动布局布线工具等，
2024/1/28
可靠性测试与评估
介绍常用的芯片可靠性 测试方法，如高温老化、 温度循环、机械应力测 试等，并分析测试结果 以评估芯片可靠性。
失效分析与改进
针对芯片出现的失效现 象，进行深入分析并找 出根本原因，提出改进 措施以提高芯片可靠性。
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封装材料选择与优化
2024/1/28
封装材料类型与特性
用于芯片设计的各个阶段。
硬件描述语言
如Verilog、VHDL等，用于描 述芯片的逻辑功能。
IP核库
提供各类成熟的IP核供设计者 选择和使用，如处理器核、存
储器核、接口核等。
设计验证工具
用于对芯片设计进行仿真验证 和形式验证，确保设计的正确
性和可靠性。
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芯片切割
芯片切割两种方法：
金刚刀切割 激光切割
17
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芯片切割
18
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测试与分拣
芯片的光电参数： 1、芯片测试 2、芯片分选 其中LED芯片测试机对芯片光电参数的一致性起着主要 作用，分选机的性能及使用方式也会部分地影响到芯片 光电参数的一致性。
19
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钝化层生长及开窗口
SiO2
影响参数： 生长温度、功率、流量、 折射率、腐蚀速率、黏附 性吸水性
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LED芯片制程---清洗
清洗车间 目的： 表面清洗、去胶、化学腐蚀，去除金 属、
有机物、氧化物、表面杂质等； 所需： 511、去胶液、ITO腐蚀液、金属腐蚀液、
5
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LED芯片制造工艺流程
外 延 片 清 洗
CBL
ITO
蒸 镀
平 台 刻 蚀
N
P、N
电 SiO2 打
极沉 线
镀积 电
膜
极
封
成 品
成
切
研
装 入测割 磨
库
6
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CBL制作
P-GaN N-GaN
Sapphire
CBL
• CBL (Current blocking layer) • SiO2：SiH4+N2O→SiO2 • 影响因素：生长温度、功率、流
20
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芯片分捡
老式分选机
芯片按WLD、Iv、Vf、Vz、Ir进行分类
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芯片分捡
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பைடு நூலகம்
德豪润达光电科技有限公司
以上是一个GaN LED生产基本制程的， 但不是唯一，其中很多步骤顺序可以调换、 简化，还有很多地方需要我们一起努力去改 善、优化。
23
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LED芯片制程
芯片生产周期
一般芯片的制造周期大约10天左右时间，分为 以下几个阶段： 1、外延片生产阶段 2、外延片验证阶段 3、芯片工艺完成阶段 4、磨切阶段 5、前目检阶段 6、点测和分拣阶段 7、后目检和打标签入库阶段
24
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LED芯片制程
芯片制造成本计算
芯片制造与所有工业制品一样，其成本计算无外 乎以下：
芯片相关参数及其测量
电参数部分： 1，保证测试机供电稳定。 2，保证测试机内部电路元件处于正常工作状态。 3，保证探针与测试模组之间、探针与探针夹具之间，探针与芯片 电极之间的接触正常。 光参数部分： 1，保证测试机校准系数准确。 2，保证测试机光学探头的位置与状态稳定不变。 3，保证显微镜放大倍率及显微镜机构位置稳定不变。 4，保证待测芯片位置始终与显微镜光路保持同轴，且芯片发光中 心与显微镜中心位置对准不变。 5，保证测试机光学模组内部的各项元件处于正常工作状态。
BOE、O2 plasma
13
德豪润达光电科技有限公司
LED芯片制程---光刻
光刻车间 目的: 匀胶、对版曝光、显影、定胶； 参数：
光刻胶的厚度及均匀性、曝光功率及时间、 显影后图形的完整、定胶的时间等，对后 道工序都将产生很大影响。
14
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LED芯片制程---沉积与镀膜
干法刻蚀与沉积: 氮化镓、蓝宝石、SiO2蚀刻---ICP； 二氧化硅沉积---PECVD； 镀膜：
湿法腐蚀
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Mesa干法蚀刻
N-GaN
10
干法蚀刻
蓝宝石衬底不导电，露出部分N-GaN ICP干法蚀刻： 影响因素：气体、流量、比例、压力、 时间； 参数：蚀刻深度、表面状况
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P、N电极蒸镀
PN电极
undercut 光刻图形
11
•PN打线盘 •N型欧姆接触电极 •金属蒸镀参数： 蒸发源纯度、真空度、 蒸发速率 黏附性、欧姆接触
芯片相关参数及其测量
正向电压Vf：指在确定电流下器件两端的电压值，
所取的正向电流一般教大在10mA—30mA之间，在
实验室中所取If=20mA。
光通量Φv(Luminous Flux)：
2
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LED产业区分
3
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LED 制作流程
氮化鎵 (GaN)-蓝绿
p-GaN MQW n-GaN Sapphire
Au
p-GaN
MQW
n-GaN
Sapphire
Pad SiO2
ITO
4
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LED芯片制程
芯片主要工艺 表面处理（Surface cleaning) 光刻 (Photolithography) 蚀刻（Etching) 湿法腐蚀(Wet Etch) 干法蚀刻(Dry Etching) 打线盘金属蒸镀(Evaporation) 沉积(Deposition) 研磨、切割 测试分拣
LED 芯片基础知识
刘娉娉
2010-7-19
LED及其应用
LED （Light Emitting Diode）是靠电子和空 穴的复合,将电能转换成光能的半导体器件。 LED具有寿命长、可靠性高、体积小、功耗 低、响应速度快、易于调制和集成等优点。 LED可应用于彩灯、交通灯、数码管、显示 屏、手机和笔记本电脑背光源等。
电子束蒸镀透明电极和打线焊盘； 主要的蒸镀材料有ITO、Au、Cr等金属。
15
德豪润达光电科技有限公司
芯片研磨、切割
N电极
P电极 P-GaN N-GaN
蓝宝石
N电极
P电极 P-GaN
N-GaN
蓝宝石
～ 460μm
～ 85μm
参数：研磨厚度、翘曲、划痕等; 激光划片将采用隐形切割的方式
16
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量、速度等 • 参数：折射率等 • 光刻胶掩膜 BOE 湿法腐蚀
Oxford 800plus
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CBL制作流程
涂胶、光刻、显影、腐蚀、去胶
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ITO蒸镀及腐蚀
ITO
• p-GaP掺杂浓度高, 而p-GaN掺 杂浓度低,造成蓝绿光LED需要制 造TCL增加电流扩散, • 影响因素：源、温度、流量、 速率、环境等 • ITO参数：透光度、片电阻、 透射曲线、腐蚀速率 •湿法腐蚀： 侧向腐蚀
产品生产（制造）成本计算，就是将企业生 产过程中位制造产品所发生的各种费用，按照所 生产产品的品种（即成本计算对象）进行分配和 归集，计算各种产品的总成本和单位成本。
节约成本的方法：
1、提高生产效率，提高产量 2、优化工艺步骤，减少单位原材料损耗 3、原材料的国产化、本地化
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