芯片是怎么制造出来的?原来过程这么复杂
別看芯片的體積小,但制造難度非常大,我們一般看到的芯片是小小的一枚,但是在顯微鏡下,如同街道星羅棋布,整齊有序,其中無數(shù)的細節(jié)令人驚嘆不已。
沙子是我們生活中非常常見的一種物質(zhì),它的主要組成成分是石英,也就是二氧化硅(SiO2),沙子中二氧化硅含量高,因此,對于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)來說,沙子是再合適不過的原料了。制作半導(dǎo)體材料所需要的原料是單晶硅,因此,需要先將沙子中的氧去除,從而得到單質(zhì)硅。所以說原材料是足夠的,但是生產(chǎn)過程卻異常雜,簡要說明一下步驟。
1、對沙子進行脫氧,提取沙子中的硅元素,這也是半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)元素。
2、硅熔煉 ,通過多脫氧,熔煉,凈化得到大晶體,就是大大的一坨,學(xué)名叫作硅錠。
3、硅錠切割,把硅錠橫向切割成圓形的單個硅片,也就是大家所說的晶圓,晶圓會進行拋光打磨,打磨甚至可以拿出來當(dāng)鏡子用的光滑度。
4、涂膠,在旋轉(zhuǎn)過程中向晶圓上均勻的涂上一層薄薄的膠。
5、光刻、通過光刻機把一個已經(jīng)設(shè)計好芯片電路的芯板上所有的電路圖都刻在晶圓上,此時形成了芯片的核心電路圖案。
6、摻雜、在真空中向硅中添加其它的元素,以改變這些區(qū)域的導(dǎo)電性,這是為了下一步半導(dǎo)體晶體管制造奠定基礎(chǔ)。
7、MOS管制造,MOS管是構(gòu)成芯片門電路的核心,一個芯片有幾十億個這樣的晶體管來組成,這一步主要的工藝就是制造MOS晶體管,形成MOS管包括元極,漏極,門極,溝區(qū)等在內(nèi)的原件,然后蓋上一層黃色的氧化層,再在最外層再覆蓋上一層銅,以便能與晶體管進行電路的連接。最后一道工序就是把它們磨平
8、按照同樣的工序制造幾十億個這樣的晶體管,晶體管之間通過這些錯綜復(fù)雜的電路相連接,形成一個大型的集成電路。
9、檢測、丟棄有瑕疵的內(nèi)核,這些晶體都是在納米級別的測試過程中,發(fā)現(xiàn)有瑕疵的內(nèi)核將被拋棄。
10、切割、這樣一個晶圓上一次會產(chǎn)生多個芯片內(nèi)核,現(xiàn)在把它切割成每一個單獨的芯片內(nèi)核,切割后的芯片內(nèi)核安裝在芯片的基座上,這就是一個芯片的成品了。
11、等級測試以及評定、對芯片的最高頻率,功耗,發(fā)熱等進行評價,按照測試結(jié)果,評定以不同的型號進行出廠銷售。
現(xiàn)在的芯片無處不在,從手機到網(wǎng)站小編再到航空航天,每一項技術(shù)都離不開芯片的支撐。雖然看起來這這十一個步驟很簡單,但是其中包含的技術(shù)和工序等等十分復(fù)雜和精細。
總結(jié)
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