芯片的制作過程
1、硅純化制作晶圓
通過相關的工藝將沙子提純,然后經過一系列程序得到硅單質,然后制成純度很高的硅晶棒。硅晶棒是制造集成電路的石英半導體的材料,將其切片就是芯片制作具體需要的晶圓(yuan)。硅晶圓(yuan)是芯片生產的基(ji)板,通(tong)過機械的方(fang)法將(jiang)硅錠(ding)切割(ge)成(cheng)一片片很薄的硅圓(yuan),方(fang)便后續(xu)集成(cheng)電路芯片的刻蝕(shi)。
2、晶圓涂膜
晶圓(yuan)涂膜能抵抗(kang)氧化以及耐溫(wen)能力,其材料為光阻的一(yi)種。
3、晶圓光刻顯影、蝕刻
該過程使用了對紫(zi)外光(guang)敏感(gan)的(de)(de)化學物(wu)(wu)(wu)質,即遇紫(zi)外光(guang)則變(bian)軟。通過控(kong)制遮(zhe)(zhe)光(guang)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)位置(zhi)可以得到芯(xin)片的(de)(de)外形(xing)。在(zai)硅晶片涂(tu)上(shang)光(guang)致抗蝕(shi)劑,使得其遇紫(zi)外光(guang)就會溶(rong)解(jie)。這是可以用上(shang)diyi份遮(zhe)(zhe)光(guang)物(wu)(wu)(wu),使得紫(zi)外光(guang)直射的(de)(de)部分被溶(rong)解(jie),這溶(rong)解(jie)部分接著可用溶(rong)劑將(jiang)其沖走。這樣(yang)剩下(xia)的(de)(de)部分就與遮(zhe)(zhe)光(guang)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)形(xing)狀(zhuang)一樣(yang)了,而這效果正(zheng)是我(wo)們(men)所要的(de)(de)。這樣(yang)就得到我(wo)們(men)所需要的(de)(de)二氧化硅層(ceng)。
4、攙加雜質
該過程是將晶圓中植入離子,生成相應的P、N類半導體。具(ju)體工藝是(shi)是(shi)從(cong)硅片(pian)上(shang)暴露的(de)(de)(de)區域開(kai)始,放入化學離(li)子混合液中。這(zhe)(zhe)一工藝將(jiang)改變攙雜區的(de)(de)(de)導電方式(shi),使(shi)每(mei)個晶(jing)體管可(ke)以(yi)通(tong)、斷(duan)、或攜(xie)帶數(shu)據。簡單(dan)的(de)(de)(de)芯片(pian)可(ke)以(yi)只用一層,但復雜的(de)(de)(de)芯片(pian)通(tong)常有很多層,這(zhe)(zhe)時候將(jiang)這(zhe)(zhe)yi流程(cheng)不(bu)斷(duan)的(de)(de)(de)重復,不(bu)同層可(ke)通(tong)過開(kai)啟窗(chuang)口聯接起來。這(zhe)(zhe)一點類似(si)所層PCB板的(de)(de)(de)制作(zuo)制作(zuo)原理。更為(wei)復雜的(de)(de)(de)芯片(pian)可(ke)能需要(yao)多個二氧化硅層,這(zhe)(zhe)時候通(tong)過重復光刻以(yi)及上(shang)面流程(cheng)來實現,形成一個立體的(de)(de)(de)結構(gou)。
5、晶圓測試
經過上面的(de)幾道(dao)工藝之后,晶圓上就形成(cheng)了一(yi)個(ge)個(ge)格狀的(de)晶粒(li)。通過針(zhen)測的(de)方式(shi)對(dui)每個(ge)晶粒(li)進(jin)行(xing)電氣特性檢(jian)測。一(yi)般每個(ge)芯片的(de)擁有的(de)晶粒(li)數量(liang)是(shi)龐大(da)的(de),組(zu)織一(yi)次針(zhen)測試模式(shi)是(shi)非常復雜的(de)過程(cheng),這要求了在生產的(de)時候(hou)盡量(liang)是(shi)同(tong)等芯片規(gui)格構造(zao)的(de)型號的(de)大(da)批量(liang)的(de)生產。數量(liang)越(yue)大(da)相(xiang)對(dui)成(cheng)本就會越(yue)低(di),這也(ye)是(shi)為什(shen)么主(zhu)流芯片器(qi)件(jian)造(zao)價低(di)的(de)一(yi)個(ge)因素。
6、芯片封裝
將(jiang)制造完成晶圓固定(ding),綁定(ding)引腳(jiao),按照需求去制作成各種(zhong)不同(tong)的(de)封(feng)裝(zhuang)形(xing)式(shi),這就(jiu)是同(tong)種(zhong)芯片內核可以(yi)有不同(tong)的(de)封(feng)裝(zhuang)形(xing)式(shi)的(de)原因(yin)。比(bi)如:DIP、QFP、PLCC、QFN等等。這里主(zhu)要是由用(yong)戶的(de)應用(yong)習(xi)慣、應用(yong)環境、市場形(xing)式(shi)等外圍因(yin)素來決定(ding)的(de)。
7、測試、包裝
經過上述工藝流程以后,芯片制作就(jiu)已經全部完成了,這一(yi)步驟(zou)是將(jiang)芯片(pian)進行測試、剔除(chu)不良品,以及包裝(zhuang)。