處理器芯片如何制作？

深知自己不討喜 · 發(fā)表于 2018-12-13 16:19

處理器芯片如何制作？

把心掏空狠狠愛(ài) · 發(fā)表于 2018-12-13 16:19

圖不是很清晰易懂，太難找了，不過(guò)后文會(huì)盡量交代清楚。
我們先要明確的是芯片從晶圓上切割而來(lái)，制造晶圓需要晶棒（硅碇），制作晶棒的材料是硅。
將采集的精度硅原料在高溫下整形，通過(guò)旋轉(zhuǎn)拉伸的方式得到一個(gè)圓柱狀的硅碇，接著經(jīng)歷切邊、圓邊、研磨、拋光、拋光、包裝等多道工序，形成符合要求的晶棒。

接著要生產(chǎn)晶圓，即把晶棒切成片。切片越薄，越省材料，就可以得到更多處理器芯片。之后要在切片上摻入一些物質(zhì)使之成為半導(dǎo)體材料，而后再在上面刻劃各種代表邏輯功能的晶體管電路。還要在切好的晶圓上制作電路和電子元件。
第三步是晶圓鍍膜，通常的工藝是將每一個(gè)切片放入高溫爐中加熱，通過(guò)控制加溫時(shí)間使得切片表面生成一層二氧化硅膜。
第四步是晶圓的顯影和蝕刻。在晶硅片上涂上光致抗蝕劑抗實(shí)際（由感光樹(shù)脂、增感劑（見(jiàn)光譜增感染料）和溶劑三種主要成分組成的對(duì)光敏感的混合液體。感光樹(shù)脂經(jīng)光照后，在曝光區(qū)能很快地發(fā)生光固化反應(yīng)，使得這種材料的物理性能，特別是溶解性、親合性等發(fā)生明顯變化），使其遇紫外線溶解，用上第一份具有一定形狀的遮光物，使得紫外線直射的部分被溶解，沖走溶解的部分，剩下的部分就和遮光物形狀一致，得到我們想要的效果，就是我們需要的二氧化硅層。
同樣的方法，在剛制好的二氧化硅層上制造多晶硅層，再進(jìn)行涂光致抗蝕劑——放遮光物——溶解等操作，又制成一個(gè)多晶硅層。
第五步是摻雜。在晶圓上植入離子，也就是在上面加入其他化學(xué)材料，生成相應(yīng)的P、N類半導(dǎo)體。具體流程是：從硅片上已經(jīng)暴露的區(qū)域開(kāi)始，倒入化學(xué)離子混合液。這一工藝將改變摻雜區(qū)的導(dǎo)電方式，使每個(gè)晶體管可以通，斷，或攜帶數(shù)據(jù)，重復(fù)此工藝多次，以制成該CPU的多層。
加入一個(gè)二氧化硅層，然后光刻一次，重復(fù)這些步驟，就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)多層立體架構(gòu)，這就是處理器的雛形了。
經(jīng)過(guò)這么多工序，在晶圓上形成了了一個(gè)個(gè)小小的格子，即晶粒。用針測(cè)儀檢測(cè)每個(gè)晶粒的電氣特征，并將不合格的晶粒標(biāo)上記號(hào)。

然后就是切割封裝了。把一粒粒晶粒切出來(lái)，按電氣特征分類裝入托盤，不合格的扔掉。將單個(gè)晶粒固定在塑膠或陶瓷制的芯片基座上。并把晶粒上蝕刻出的一些引接線與基座底部的插腳鏈接，作為與外界電路板連接用，最后蓋上塑膠蓋板，用膠水封死，以保護(hù)晶粒免受傷害，再進(jìn)行一層塑料封裝就能制程一塊集成電路芯片。
第八步是測(cè)試，分為一般和特殊測(cè)試，特殊測(cè)試是根據(jù)客戶需求的技術(shù)參數(shù)從相近參數(shù)規(guī)格、品種中拿出部分芯片，做針對(duì)性的測(cè)試，看能否滿足客戶特殊需求，以決定是否為客戶專門設(shè)計(jì)芯片。一般測(cè)試是將其至于各種環(huán)境進(jìn)行電氣特征測(cè)試，如消耗功率，運(yùn)行速度，耐壓度等。
測(cè)試合格產(chǎn)品貼上各種標(biāo)簽就可以包裝出廠了，未通過(guò)測(cè)試的則視其參數(shù)情況定為降級(jí)品或廢品。

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