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1 # 槓六九
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2 # 軍機處留級生
電腦晶片,像臺式中央處理器一樣,是由某種技術上並不引人注目的東西製成的:沙子。
微處理器是世界上最複雜的產品之一,製造這些晶片是一個困難而精確的過程。
從沙子開始
製造計算機晶片的過程始於一種叫矽砂的沙子,它由二氧化矽組成。
矽是半導體制造的基礎材料,在用於製造過程之前必須是純的。
矽錠
為了輸送純度為99.9999%的電子級矽,進行了多次純化和過濾過程。
一個重約100公斤的提純矽錠由熔融的二氧化矽製成,為下一步做準備。
切割薄餅
圓形矽錠被切成儘可能薄的晶片,同時保持材料在製造過程中使用的能力。
然後矽晶片被精煉和拋光,以便為隨後的製造步驟提供最佳的表面。
影印石版術
在拋光並準備好之後,在晶片上薄薄地塗上一層光刻膠。
然後將該層暴露在紫外光掩模下,該掩模按照微處理器電路的圖案成形。
曝光的光致抗蝕劑變得可溶,並被溶劑洗掉。
離子與摻雜
曝光的光致抗蝕劑被洗掉,矽片被離子轟擊以改變其導電效能——這被稱為摻雜。
然後沖洗掉剩餘的光致抗蝕劑,露出受影響和未受影響的材料的圖案。
蝕刻版畫
使用另一個光刻步驟將硬材料圖案施加到晶片上。
然後用化學物質去除不想要的矽,留下薄矽脊。
在此之後,更多的光刻步驟被應用——這產生了更多的電晶體結構,這取決於所使用的柵極形成。
電鍍術
一個絕緣層被應用到幾乎完成的電晶體表面,三個孔被蝕刻到其中。
接下來,製造商使用一種叫做電鍍的工藝在電晶體表面沉積銅離子,在絕緣層上形成一層銅。
多餘的銅被拋光掉,在絕緣層孔中只留下三個銅沉積物。
分層互連
現在,所有的電晶體都連線在一個架構中,該架構允許晶片像處理器一樣工作。
這些互連的分層和設計非常複雜,單個處理器中可以有超過30層的金屬連線。
測試和切片模具
晶片上的晶片現在可以測試了。
晶片被切成小片,功能性小片進入製造過程的最後一步。
包裝
晶片封裝有襯底和散熱器,並採用桌面處理器的常見外形。
散熱器將熱量從矽中傳匯出去,進入安裝在矽頂部的散熱器。
然後測試處理器的能效、最大頻率和其他效能指標。
那些透過的然後被包裝成零售產品。
回覆列表
矽沙子 矽熔鍊提純,製作矽錠(矽棒),矽錠切片研磨矽圓, 片塗抹光刻膠 ,透過光刻機,紫外線曝光,離子絕緣層處理,沉澱銅層,構建電晶體之間連線電路構建多層電路,CMP化學機械拋光技術,晶圓級測試,晶圓切片,裝片(基片)
通常半導體IC廠商是不會自行生產晶圓,通常都是直接從矽圓片廠中直接採購回來進行後續生產(以上屬於產業前端)期間會用到特殊的化學液體清洗晶圓表面,最後進行拋光研磨處理,還可以在進行熱處理,在矽圓片表面成為“無缺陷層;重點涉及到溼化學,半導體材料;光刻原理;最後封裝。整個過程可以摸索到半導體全產業鏈。