现代科技离不开芯片,图文并茂阐述芯片的制造过程,想知道吗?
在21世纪就是一个科技腾飞的时代,芯片对于每个国家的高科技企业都是不能缺少的电子器件。那么小伙伴们就会问这些芯片是用什么做出来的,怎么制造出来的呢?下面和网友及粉丝朋
友们一起来分享下。
一、制造芯片需要什么环境呢?
首先芯片内部本身就是由非常微小的晶体管构成,一个普通微处理器就是由数十亿个晶体管连接构
成。所以需要在超洁净的环境下进行生产。图1
图1 超洁净工作环境
二、制造芯片的主要材料单晶硅棒是从哪里来的?
其实沙子(图2)里就包含着丰富的硅元素,通过高温加热和他他的工艺将硅提取出来,然后铸成块状,这
种提纯后的块状硅就称为单晶硅棒(图3)
图2 沙子示意图
图3 单晶硅棒示意图
三、硅棒加工成晶圆
把单晶硅棒再切割成0.5~1.5mm厚度的晶圆(图4),再进行抛光,最后还需要检查,可进入行下
一工序。
图4 图中间部分就是晶圆示意图
四、集成晶体管的制造
制造芯片的第一步骤:
1、在晶圆表面沉积一层二氧化硅
2、在晶圆表面沉积一层氮化硅
3、用旋涂技术将光刻胶滴在晶圆表面再涂抹均匀,形成光刻胶薄膜。图5
图5 沉积氧化硅、氮化硅、滴光刻胶
4、掩膜、曝光、显影
由透明玻璃与不透明铬制作的掩膜版被投影到一个透镜上,透镜它可以缩小掩膜版投影到光刻胶的
图形,光刻胶再被紫外线曝光后就可以溶解即正胶,暗色区域代表将被去除的光刻胶,就是通过专
用的显影液去除显影,显影液将光刻胶下的氮化硅层暴露出来,就是这个绿色部分。图6、图7、
图8。
图6 掩膜
图7 曝光
图8 暴露出来的二氧化硅层
5、腐蚀性液体蚀刻、去除光刻胶.图9
图9 去除光刻胶图片
6、再沉积一层二氧化硅,使晶体管间绝缘,再使用刻蚀和掩膜工艺使硅暴露出来了,再使用匀胶和曝光让光刻胶保护表面的二氧化硅不被掺杂。而暴露出来的硅就可以掺杂。图10、图11
图10 再次沉积二氧化硅
图11 被保护未掺杂
7、掺杂
暴露出来的硅使用离子注入技术进行N型或者P型掺杂,离子注入后去除光胶,掺杂的部分就可以
导电了。图12、图13
图12 掺杂
图13 掺杂具有导电性
8、制作栅极绝缘介质、重复匀胶、曝光、离子注入,制作晶体管源极、漏极,完成第一阶段。
图14
图14 栅极源极绝缘介质
9、制作出栅极、源极、漏极就组成晶体管的基本结构。图15
图15 晶体管基本结构
制造芯片的第二步骤:
1、沉积无掺杂的氧化硅、开出连接用通孔(通过曝光——蚀刻),通孔由金属钨填充,然后制作
晶体管间的电连接。图16
图16 电极连接
2、制作好的晶圆 图18
图18 制作好的晶圆
3、芯片利用圆锯分开、放入封装。图19
图19 晶圆放入封装
4、给晶圆连引脚线,图20
图20 给晶圆连引脚线
5、封装外壳,防尘。图21
图21 封装好外壳防尘
通过上面的步骤,这个芯片的制作流程就结束了,这只是一个最基本的步骤,而在实际制作芯片需
要上百个工序,是非常复杂与繁琐的。
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