イラストでわかる
半導体製造工程
【詳細版】
【詳細版】
監修協力：一般社団法人半導体産業人協会
半導体の製造工程
- 設計工程回路・パターン設計
- 材料工程シリコンウェアの製造
- 前工程トランジスタの
ゲート領域形成 - 前工程トランジスタの
コンタクト孔形成 - 前工程トランジスタの
電極・配線形成 - 後工程ウェーハから
半導体チップの形成
設計工程
回路・パターン設計
回路・パターン設計
半導体チップがどんな働きをするかを考えて、電気の流れを決める「回路」を設計します。
そのあと、その回路をシリコンの上にどんな形で作るかを決める「パターン設計」を行います。この設計が、チップの性能や大きさ、電力の使い方に大きく関わります。
材料工程
シリコンウェーハの製造
シリコンウェーハの製造
半導体の基板となるシリコンウェーハは、99.999999999%（イレブンナイン）以上の極めて高純度に精製されたシリコンを結晶化し、薄くスライスして作られます。
前工程
トランジスタのゲート領域形成
トランジスタのゲート領域形成
トランジスタのゲートは、電流の流れをON/OFFするスイッチの役割を持ちます。この工程では、シリコン基板上に絶縁膜と金属層をナノメートル単位の精度で形成します。ゲートの構造は、チップの性能や消費電力に直結するため、極めて重要かつ高度な技術が求められます。
トランジスタのコンタクト孔形成
トランジスタのコンタクト孔形成
ゲートやソース・ドレインと上層の配線を電気的につなぐために、絶縁膜に微細な穴（コンタクト孔）を開けます。この工程では、数十ナノメートルの精度で穴を開ける必要があり、プラズマエッチングなどの先端技術が使われます。正確な接続が、回路全体の信頼性を支えます。
トランジスタの電極・配線形成
トランジスタの電極・配線形成
コンタクト孔を通じて各トランジスタをつなぐために、金属を用いて電極や配線を形成します。必要に応じて配線は何層にも重ねられ、立体的な構造になります。微細化が進む中で、電気抵抗や信号遅延を抑えるための材料選定や構造設計が重要となります。
後工程
ウェーハから半導体チップの形成
ウェーハから半導体チップの形成
製造されたウェーハを小さなチップに切り出し（ダイシング）、一つひとつをパッケージに組み込みます。微細な配線を外部端子とつなぎ、保護樹脂で封止することで、完成したICチップが外部と安全に接続できるようになります。ミクロン単位の精密作業が連続する、まさに“ものづくりの極み”です。
グラインディング
切る・貼る・繋ぐウェーハ基板裏側を削り薄膜化する。
ダイシング
切る・貼る・繋ぐウェーハをダイヤモンドブレードで切断し、
ひとつひとつのチップに分離させる。
ダイボンディング
切る・貼る・繋ぐチップを基板やリードフレームなどのパッケージ支持材に接着する。
ワイヤーボンディング
切る・貼る・繋ぐパッケージ（リードフレームなど）の端子と固定したチップの金属パッドを、金線で接続する。これにより、チップとの配線が可能になる。
モールディング
切る・貼る・繋ぐチップを傷や衝撃から保護するため、樹脂で封止する。
最終検査
測る温度や電圧の試験、電気的特性試験、外観構造検査などを設計データと照合しながら何重にも行い、異常のある不良品を取り除く。