芯片是怎么做成的

芯片是怎么做成的,第1张

芯片是怎么制作出来的如下:

一、芯片设计。

芯片属于体积小,但高精密度极大的产品。想要制作芯片,设计是第一环节。设计需要借助EDA工具和一些IP核,最终制成加工所需要的芯片设计蓝图。

二、沙硅分离。

所有的半导体工艺都是从一粒沙子开始的。因为沙子中蕴含的硅是生产芯片“地基”硅晶圆所需要的原材料。所以我们第一步,就是要将沙子中的硅分离出来。

三、硅提纯。

在将硅分离出来后,其余的材料废弃不用。将硅经过多个步骤提纯,已达到符合半导体制造的质量,这就是所谓的电子级硅。

四、将硅铸锭。

提纯之后,要将硅铸成硅锭。一个被铸成锭后的电子级硅的单晶体,重量大约为1千克,硅的纯度达到了99.9999%。

五、晶圆加工。硅锭铸好后,要将整个硅锭切成一片一片的圆盘,也就是我们俗称的晶圆,它是非常薄的。随后,晶圆就要进行抛光,直至完美,表面如镜面一样光滑。硅晶圆的直径常见的有8英寸(2mm)和12英寸(3mm),直径越大,最终单个芯片成本越低,但加工难度越高。

六、光刻。首先在晶圆上敷涂上三层材料。第一层是氧化硅,第二层是氮化硅,最后一层是光刻胶。再将设计完成的包含数十亿个电路元件的芯片蓝图制作成掩膜,掩膜可以理解为一种特殊的投影底片,包含了芯片设计蓝图,下一步就是将蓝图转印到晶圆上。这一步对光刻机有着极高的要求。紫外线会透过掩膜照射到硅晶圆上的光刻胶上,光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉,清除后留下的图案和掩膜上的一致。用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分,剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。蚀刻完成后,清除全部光刻胶,露出一个个凹槽。

七、蚀刻与离子注入。首先要腐蚀掉暴露在光刻胶外的氧化硅和氮化硅,并沉淀一层二氧化硅,使晶体管之间绝缘,然后利用蚀刻技术使最底层的硅暴露出来。然后把硼或磷注入到硅结构中,接着填充铜,以便和其他晶体管互连,然后可以在上面再涂一层胶,再做一层结构。一般一个芯片包含几十层结构,就像密集交织的高速公路。

经过上述流程,我们就得到了布满芯片的硅晶圆。之后用精细的切割器将芯片从晶圆上切下来,焊接到基片上,装壳密封。之后经过最后的测试环节,一块块芯片就做好了。

主要是对硅晶片(Si

wafer)的一系列处理

1、清洗

->

2、在晶片上铺一层所需要的半导体

->

3、加上掩膜

->

4、把不要的部分腐蚀掉

->

5、清洗

重复2到5就可以得到所需要的芯片了

Cleaning

->

Deposition

->

Mask

Deposition

->

Etching

->

Cleaning

1、中的清洗过程中会用到硝酸,氢氟酸等酸,用于清洗有机物和无机物的污染

其中Deposition过程可能会用到多种器材,比如HELIOS等~

Mask

Deposition过程中需要很多器材,包括Spinner,Hot

plate,EVG等等~

根据材料不同或者需要的工艺精度不同,Etching也分很多器材,可以使用专门的液体做Wet

etch,或者用离子做Plasma

Etching等

最后一部的Cleaning一般是用Develpoer洗掉之前覆盖的掩模~

多数器材都是Oxford

Instruments出的

具体建议你去多看看相关的英文书,这里说不清楚。。

1.芯片的原料晶圆,晶圆的成分是硅,是用石英砂提炼出来的,晶圆是提纯后的硅元素(99.999%)。然后,一些纯硅被制成硅晶棒,成为应时半导体制造集成电路的材料。将它们切片是芯片制造特别需要的晶片。晶圆越薄,生产成本越低,但对工艺的要求越高。2.晶圆涂层晶圆涂层可以抗氧化和耐高温,它的材料是一种光刻胶。3.在晶圆光刻显影和蚀刻过程中,使用了对紫外光敏感的化学物质,即它们在暴露于紫外光时会软化。通过控制遮光板的位置可以获得芯片的形状。在硅片上涂覆光刻胶,使其在紫外光照射下溶解。4.掺杂杂质以将离子注入晶片中,从而产生相应的P和N半导体。具体来说,工艺是从硅片上的曝光区域开始,放入化学离子混合溶液中。这个过程将改变掺杂区域的传导模式,使得每个晶体管可以被打开、关闭或传送数据。5.晶片测试在上述过程之后,在晶片上形成格子状的晶粒。每个晶粒的电特性通过针测试来测试。6.封装:成品晶圆固定,引脚绑定,根据要求做出各种封装形式,这就是为什么同一个芯片核可以有不同的封装形式。如迪普、QFP、PLCC、QFN等。这主要是由用户的应用习惯、应用环境、市场形态等外部因素决定的。7.芯片制造的最后一道工序是测试,可分为通用测试和专用测试。前者是测试封装芯片在各种环境下的电特性,如功耗、运行速度、耐压等。


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