利用者:加藤勝憲/半導体製造

 

 

半導体微細加工でp型基板上にCMOSインバータを作製する工程の簡略図。各エッチングステップの詳細は以下の図に示されている。注：実際のデバイスでは、ゲート、ソース、ドレインの各コンタクトは同一平面上に存在しない。 半導体デバイス製造とは、シリコン基板上に多くの連続した工程を繰り返すことで電気回路や光回路を完成させる製造工程のことである。

例としては、無線周波数 ( RF ) アンプ、 LED 、光学コンピューターコンポーネント、およびコンピューター用マイクロプロセッサや記憶素子製造があげられる。ウェーハ製造は、必要な回路構造を備えた電子部品を構築するために使用される。

主要な製造工程は以下のようになる。

回路設計技術者が、要求される機能を定義し、必要な信号、入力・出力、および電圧を指定することから始まる。これらの電気回路仕様は、 SPICEなどの電気回路設計ソフトウェアに入力され、出来上がったデータは出力され、コンピュータ支援設計（CAD）に使用されるものと同様の回路配線レイアウト プログラムに入力される。これは、フォトマスク製造用レイヤーを作成するために使われる。

シリコンウエハーは、まっさらで純粋な状態からスタートし、クリーンルームで何層も回路を重ねて作る。

まず、シリコン基板の表面にフォトレジストを塗布し、一層目の回路を描いたフォトマスクに短波長の紫外線を照射してフォトレジストを感光させ、未露光部をエッチングして洗浄する。

次に、目的の領域に薄膜を形成するために、目的とする成分を含む原料ガスを高温で化学気相蒸着する。また、高周波駆動のイオン源を用いて、O ₂ ⁺や O ⁺などのイオンを正確なパターンで、特定の深さに注入する場合もある。

これらのステップを二層目、三層目と繰り返すことで必要な機能を実現するウェーハを製造する。この工程は、実現したい回路機能の複雑さに応じて何百回も繰り返されることがしばしばある。

これらの各ステップをより高い解像度、より改善された方法で達成するための新しい製造方法が毎年出現し、その結果、ウェーハ製造業界では、技術がめまぐるしく変化している。新技術は、トランジスタや微小電気機械システム (MEMS)のような極小の表面形状をより高密度に製造することにつながる。この高密度化により、ムーアの法則は継続している。

ファブとは、これらのプロセスを達成する場所の一般的な用語である。多くの場合、ファブはインテル、テキサス・インスツルメンツ、フリースケール・セミコンダクタ（現在はNXPセミコンダクターズ）など、半導体チップを設計・製造・販売する会社が所有していた。

しかし、半導体設計会社から製造を受託して製造するファウンドリーが台頭してきて、大きなシェアを有するようになっている。

主要なファウンドリーとしては、台湾積体電路製造(TSMC)、ユナイテッド・マイクロエレクトロニクス・コーポレーション(UMC)、グローバル・ファウンドリーズ、セミコンダクター マニュファクチャリング インターナショナル コーポレーション（SMIC）がある。

2013 年には、次世代ウェーハ ファブの建設コストは 100 億ドルを超えた。

WFE市場

どちらも頭字語 WFE を使用して、それぞれウェーハ ファブ装置またはウェーハ フロント エンド (装置) 市場と呼ばれ、半導体を製造する機械の製造業者の市場です。 2020 年の apexresearch リンクでは、 Applied Materials 、 ASML 、 KLA-Tencor 、 Lam Research 、 TELおよび大日本スクリーン製造が市場参加者として特定されましたが、2019 年のelectronicweekly.comのレポートでは、The Information Network の社長 Robert Castellano を引用して、それぞれの市場に焦点を当てています。アプライド マテリアルズと ASML という 2 つのリーダーが市場を占有している。

参考書籍

[[Category:半導体製造]] [[Category:未査読の翻訳があるページ]]