CPU是人類(lèi)智慧的杰作，作為半導(dǎo)體中使用得最多的硅元素來(lái)源于沙子，所以CPU的制作可以看作是一粒沙子的進(jìn)化過(guò)程。

CPU是如何制作出來(lái)的？介紹一：將沙子制作成硅圓片

沙子的主要成分為二氧化硅，不過(guò)CPU中使用的硅純度要求達(dá)到99.999999999%，所以先要將二氧化硅還原成純度為98%的冶金級(jí)單質(zhì)硅，然后再提純出99.99%的多晶硅，但這還不算完，為了讓它更適合制作CPU，還要經(jīng)過(guò)不斷提純、形成固定一致形態(tài)的單晶硅。

接下來(lái)是要制作出單晶硅錠，它長(zhǎng)下面那個(gè)樣子：

完成的單晶硅錠直徑約300mm，重約100kg。再將制作好的單晶硅錠切掉頭尾，并修整其直徑到標(biāo)準(zhǔn)值，然后將硅錠切割成均勻的晶圓：

為了讓切割后的晶圓表面光滑，還需要仔細(xì)研磨，然后拋光和加熱處理，總之讓它的表面成為無(wú)缺陷，這樣閃亮發(fā)光的硅圓片就制作出來(lái)了。

CPU是如何制作出來(lái)的？介紹二：前工程，制作帶有電路的芯片

完好的硅圓片可以投入到生產(chǎn)線上了，進(jìn)入到涂抹光刻膠環(huán)節(jié)。這是集成電路制造工藝中的一項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。需要將光刻膠滴在硅晶圓片上，均勻涂抹形成光刻膠薄膜，在溫度下固化為光刻膠薄膜。

接下來(lái)將涂好光刻膠的晶圓放入曝光機(jī)中進(jìn)行掩模圖形的“復(fù)制”，掩模中有設(shè)計(jì)好的電路圖案，通過(guò)紫外線曝光在光刻膠層上形成相應(yīng)的電路圖案。

曝光后的晶圓還要進(jìn)行顯影處理，通過(guò)噴射強(qiáng)堿性顯影液光刻膠會(huì)溶解于顯影液中，沒(méi)有被照射到的光刻膠圖案會(huì)保留下來(lái)，這就上是顯影，隨后會(huì)沖洗、熱處理等以蒸發(fā)水水分和固化膠。

通過(guò)蝕刻藥劑溶解掉暴露出來(lái)的晶圓部分，被光刻膠保護(hù)的部分再保留下來(lái)。

再通過(guò)氧等離子體對(duì)光刻膠進(jìn)行灰化處理，清除光刻膠。這樣就完成了第一層設(shè)計(jì)好的電路圖案。

對(duì)于3D FinFET設(shè)計(jì)的晶體管，還需要重復(fù)前面的幾個(gè)步驟，以獲得3D晶體管。

然后在特定的區(qū)域，導(dǎo)入特定雜質(zhì)，雜質(zhì)擴(kuò)散能控制導(dǎo)電類(lèi)型（P結(jié)、N結(jié)）之外，還能控制雜質(zhì)濃度以及分布。目前主要是用離子注入法來(lái)完成雜質(zhì)擴(kuò)散，也是超大規(guī)模集成電路中不可缺少的工藝。

這時(shí)可以清除掉殘留下來(lái)的光刻膠掩模，經(jīng)過(guò)離子注入單晶硅內(nèi)部小部分硅原子已經(jīng)被替換成“雜質(zhì)”元素，就能產(chǎn)生可自由電子或空穴。

至此，基本完成晶體管雛形，接下來(lái)需要在在硅晶圓表面全面地沉積氧化硅膜，形成絕緣層，并且需要在層間絕緣膜上開(kāi)孔，這樣能引出導(dǎo)體電極。

接下來(lái)需要在晶圓表面上沉積銅層，形成場(chǎng)效應(yīng)管的源極、漏極、柵極，再在晶圓表面沉積一層絕緣層以能保護(hù)晶體管。

經(jīng)過(guò)這些復(fù)雜的過(guò)程，晶體管算是制作完成，后面需要做的就是把這些晶體管連接起來(lái)，通過(guò)覆蓋銅層、光刻掩模、蝕刻開(kāi)孔等操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，期間還要利用大馬士革法新的布線方式完成多層Cu立體化布線。

到了這一步，芯片電路基本完成，這中間需要幾百道不同精累化工藝加工，任何錯(cuò)誤都會(huì)導(dǎo)致晶圓報(bào)廢。

以上就是小編為大家?guī)?lái)的cpu的制造流程介紹，希望能對(duì)您有所幫助，小伙伴們有空可以來(lái)腳本之家網(wǎng)站，我們的網(wǎng)站上還有許多其它的資料等著小伙伴來(lái)挖掘哦！

最新評(píng)論