芯片制造流程芯片的制造原理，3D动画看从砂子到芯片的完整过程-技术资料-上海羊羽卓进出口贸易有限公司

芯片制造流程芯片的制造原理，3D动画看从砂子到芯片的完整过程

发布时间 : 2024-11-24

作者 : 小编

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芯片的制造原理，3D动画看从砂子到芯片的完整过程

这是一块芯片，把它放大可以看到迷宫一样的线路，线路远远不止一层，每层都错综复杂。再放大就能看到晶体管，一块芯片里有260亿个这样的晶体管，最先进的芯片已经能装900亿个晶体管了。

芯片是怎么造出来的？

·先把石英砂制成多晶硅，加热让它熔化，再让它生长成纯度达到9个9的单晶硅。

·然后掐头去尾切割成硅片，再抛光打磨出镜面就造出了晶圆。12寸晶圆的直径是300毫米，跟一口锅差不多，能切出230个芯片来，但它的厚度只有0.75毫米，非常脆弱。

·加工的时候要用晶圆盒装起来，运到晶圆厂的各个机器里走流程，每次进出机器都需要机械手轻轻地拍拿放，整个过程没有工人接触，保持绝对的干净。

·加工前要先清洁晶圆，先用去离子水清洗，再用气体来干燥，然后放在高温下通入氧气，让晶圆表面形成一层二氧化硅保护层，这样制造芯片的材料就准备好了。

·接下来要用光把电路图刻到芯片表面，说是刻其实是把电路图复制到光刻胶上。先在晶圆中心滴上光刻胶，然后高速旋转，用离心力让光刻胶分布均匀，浅浅烘烤一下帮助光刻胶附着。

·重点来了，下面要把晶圆送进光刻机了，准备一张光掩膜，它是刻着电路图的玻璃遮光板，一张光掩膜就要30万美元，制造一块芯片需要80张不同的光掩膜，算算这得多少钱？这组透镜可以把光掩膜上的图案缩小4倍，再投射到芯片上，光的分辨率决定了芯片能做到多小，顶级的光刻机要2亿美元一台。

·然后用紫外光照射晶圆，光刻胶见光死，被照射到的胶很容易脱落，而没被照射到的留了下来，形成了跟光掩膜一样的电路图，就像盖章一样在晶圆上盖230个章，实际过程很快就形成了230个电路图。

·然后用去离子水和显影液一洗，让已经见光死的胶脱落，露出电路图，再烘烤一次，让晶圆上残留的光刻胶变硬。

·接着就照着电路图刻蚀出电路，把晶圆泡到溶剂里，没有光刻胶保护的地方会被腐蚀掉，严格控制溶剂成分和浸泡时间就能刻出指定深度的沟儿，跟光掩膜上的电路图一模一样。

·如果不刻蚀晶圆而是给它表面喷膜或者让它自己长出一层膜，那没有光刻胶保护的地方厚度就会增加，就好像用遮板来喷字一样。

·薄膜一共有3种：金属、绝缘体也就是氧化物还有硅的结晶层，每种都用不同的工艺来流积晶层。纯硅导电性差，往晶圆里注入金属离子才能实现电流和信号的传递，形成真正的电路。注入离子的时候会破坏晶格，注入之后要顺手修复。沉积和离子注入之前也要用光刻机刻画出电路图，这就是为什么光刻机如此重要。

·这只是完成了一层，而芯片一共有80层，重复上面的步骤80次，每次结束的时候都要清洗晶圆，这才能形成80层堆叠起来的导电或绝缘层，每一层都有设计好的线路图案。再坚持一下，快造好了。

·用电镜检查晶体管的结构，标记出有缺陷的部分，把晶圆切割成小方块，最后完成封装。

价格高达10万块的芯片就制作好了，100000RMB。

芯片的制作流程介绍

芯片生产的完备过程包括芯片设计、芯片生产、封装和测试，其中芯片生产过程尤为简单。首先是芯片设计，根据设计要求，生成的“图案”。

1、芯片晶圆的原材料。

芯片的成分是硅，硅是从石影砂之中提炼出来的，芯片是要提纯的硅元素&#40。99.999％&＃41。之下一步是把纯硅变成硅棒石英半导体材料，用于制造集成电路。然后将这些芯片切成制造芯片所需的芯片。晶圆越厚，生产成本越高，但工艺要求越低。

2、晶圆片涂层。

晶圆涂层可以抗氧化和耐温，创芯为电子材料是一种光致抗蚀剂。

3、晶圆光刻开发和蚀刻。

这个过程使用的化学物质对紫外线很复杂，紫外线照射之后会软化。通过控制着色物体的位置，可以得到芯片的形状。硅片涂有一层光致抗蚀剂，当暴露在紫外光下时会溶解。然后可以使用遮光板的第一部分，使间接紫外线部分溶解，溶解的部分可以被溶剂洗去。这样剩下的形状和底纹是那样的，这正是我们想要的。这样我们就得到了需要的二氧化硅层。

4、添加杂质。

在芯片之中注入离子，以产生相应的P和N半导体。

确切工艺是从硅片的暴露区域开始，创芯为将其放入化学离子混合物之中。这个过程将改变掺杂区导电的方式，使每个晶体管都能打开、关闭或携带数据。一个直观的芯片只能使用一层，而一个简单的芯片通常有很多层，而且这个过程不断重复，有所不同的层可以通过打开窗口进行连接。这类似于多层PCB板的生产原理。更简单的芯片可能需要多个二氧化硅层，这是通过重复光刻和上述过程用以实现的，以形成一个三维结构。

5、晶圆测试。

经过上述工艺之后，在晶圆之上形成晶格。每种晶粒电特性的针刺试验。通常来说，每个芯片的颗粒数量是极大的，组织一个针头测试模式是一个非常复杂的过程，创芯为电子这就需要在生产过程之中尽可能批量生产芯片规格相近的型号。数越小，相对成本越高，这也是主流芯片器件成本较高的原因。

6、包装。

芯片是特定的，引脚是绑定的，根据要求制作有所不同的封装，这就是为什么同一个芯片内核可以有有所不同封装的原因。例如DIP、QFP、PLCC和QFN等。这里主要是由用户的应用习惯、应用环境、市场形态等内部因素决定的。