芯片是怎样制成的？

芯片是怎么制作出来的如下：

一、芯片设计。

芯片属于体积小，但高精密度极大的产品。想要制作芯片，设计是第一环节。设计需要借助EDA工具和一些IP核，最终制成加工所需要的芯片设计蓝图。

二、沙硅分离。

所有的半导体工艺都是从一粒沙子开始的。因为沙子中蕴含的硅是生产芯片“地基”硅晶圆所需要的原材料。所以我们第一步，就是要将沙子中的硅分离出来。

三、硅提纯。

在将硅分离出来后，其余的材料废弃不用。将硅经过多个步骤提纯，已达到符合半导体制造的质量，这就是所谓的电子级硅。

四、将硅铸锭。

提纯之后，要将硅铸成硅锭。一个被铸成锭后的电子级硅的单晶体，重量大约为1千克，硅的纯度达到了99.9999%。

五、晶圆加工。硅锭铸好后，要将整个硅锭切成一片一片的圆盘，也就是我们俗称的晶圆，它是非常薄的。随后，晶圆就要进行抛光，直至完美，表面如镜面一样光滑。硅晶圆的直径常见的有8英寸（2mm）和12英寸（3mm），直径越大，最终单个芯片成本越低，但加工难度越高。

六、光刻。首先在晶圆上敷涂上三层材料。第一层是氧化硅，第二层是氮化硅，最后一层是光刻胶。再将设计完成的包含数十亿个电路元件的芯片蓝图制作成掩膜，掩膜可以理解为一种特殊的投影底片，包含了芯片设计蓝图，下一步就是将蓝图转印到晶圆上。这一步对光刻机有着极高的要求。紫外线会透过掩膜照射到硅晶圆上的光刻胶上，光刻过程中曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩膜上的一致。用化学物质溶解掉暴露出来的晶圆部分，剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。蚀刻完成后，清除全部光刻胶，露出一个个凹槽。

七、蚀刻与离子注入。首先要腐蚀掉暴露在光刻胶外的氧化硅和氮化硅，并沉淀一层二氧化硅，使晶体管之间绝缘，然后利用蚀刻技术使最底层的硅暴露出来。然后把硼或磷注入到硅结构中，接着填充铜，以便和其他晶体管互连，然后可以在上面再涂一层胶，再做一层结构。一般一个芯片包含几十层结构，就像密集交织的高速公路。

经过上述流程，我们就得到了布满芯片的硅晶圆。之后用精细的切割器将芯片从晶圆上切下来，焊接到基片上，装壳密封。之后经过最后的测试环节，一块块芯片就做好了。

硅晶片作为现代芯片的主要元件，它被广泛的用于集成电路，并间接地被地球上的每一个人使用。那么硅晶片是如何被制作出来的呢？

第一、首先将多晶硅放入特制的密封，无力排出里面所有空气后加热到1420摄氏度，接着再将融化的硅放入旋转的干锅，然后放入相当于铅笔大小和形状的归字经病，以反方向旋转。当融化的多晶硅冷却时，再以每分钟1.5毫米的速度抽出归子敬，最后就得到了直径约20厘米的瑰宝，它的重量约有200公斤。硅棒也十分艰苦，直径三毫米的金属丝就能支撑起它的重量。再通过化学品和X光检查单晶硅的纯度与分子，定下后就可以将他送进单晶硅切片机进行切片。这台十吨重的钢丝锯利用高速移动的抄袭钢丝网将硅棒切成厚度只有2/3毫米的硅晶片。在切割过程中，硅晶片表面会留下细微的痕迹，因此要进行抛光打磨，也叫严光程序。

第二、技术员将硅晶片放进抛光。在经过高功率抛光机的处理后，硅晶片的表面还不够光滑，接着还需要利用化学的方式抛光，此时的硅晶片表面的粗糙度不超过0.1纳米，这些完成抛光后的硅晶片就可以送去光客货时刻电路。接下来，晶圆厂会为这些小硅晶片装上数百万个电晶体。由于电晶体的直径只有万分之一毫米，只要有一粒灰尘落在表面，晶片就会受损，因此技术人员在进入痔疮是前必须要换上无尘衣，这件衣净无尘室里面还有12000吨的空调设备，这里的空气比医院的手术室还要干净几百倍。主要制造数位信号处理芯片，从开始到完成一般需要1500个处理步骤。

第三、在进行复杂的元件组装时，他们会用元精传送喝来负责运送晶片到各个工作站，接着利用光刻法将电路设计呀在晶片上，先给镜片涂上感光化学品，当感光化学品接触到紫外线后会变硬，在密闭的暗室里，光线会先穿过电路设计的影。然后再经过小型透镜达在途有化学品的晶片上，这个过程类似于相片嫌疑。为了将所有原件一层层的安装在晶片上，元精传送和送出晶片的次数高达50次。要让新的每一层都接受光刻处理，其中有些层的原件还要接受蒸煮，有些用离子化垫江射击，有些要浸泡在金属中，这些不同的处理方式都会改变该层的属性来慢慢逐步完成晶片的电路设计。完成后的硅晶片上装有约1000个微晶片以及超过四兆的电路元件，最后只需要进行切片转换就算大功告成。现在这些硅晶片就能以每克1.7万美刀的价格出售。

制造芯片的原料非常简单，绝大部分来源于沙子，随处可见，储量非常丰富，取之不尽，用之不竭，所以原材料是不缺的。下面开始按步骤来制造

1、对沙子进行脱氧，提取沙子中的硅元素，这也是半导体制造产业的基础元素。

2、硅熔炼 ，通过多脱氧，熔炼，净化得到大晶体，就是大大的一坨，学名叫作硅锭。

3、把硅锭横向切割成圆形的单个硅片，也就是大家所说的晶圆，晶圆会进行抛光打磨，打磨甚至可以拿出来当镜子用的光滑度。

4、涂胶，在旋转过程中向晶圆上均匀的涂上一层薄薄的胶。

5、光刻、通过光刻机把一个已经设计好芯片电路的芯板上所有的电路图都刻在晶圆上，此时形成了芯片的核心电路图案。

6、掺杂、在真空中向硅中添加其它的元素，以改变这些区域的导电性，这是为了下一步半导体晶体管制造奠定基础。

7、MOS管是构成芯片门电路的核心，一个芯片有几十亿个这样的晶体管来组成，这一步主要的工艺就是制造MOS晶体管，形成MOS管包括元极，漏极，门极，沟区等在内的原件，然后盖上一层黄色的氧化层，再在最外层再覆盖上一层铜，以便能与晶体管进行电路的连接。最后一道工序就是把他们磨平。

8、按照同样的工序制造几十亿个这样的晶体管，晶体管之间通过这些错综复杂的电路相连接，形成一个大型的集成电路。

9、检测、丢弃有瑕疵的内核，这些晶体都是在纳米级别的测试过程中，发现有瑕疵的内核将被抛弃。

10、切割、这样一个晶圆上一次会产生多个芯片内核，现在把它切割成每一个单独的芯片内核，切割后的芯片内核安装在芯片的基座上，这就是一个芯片的成品了。

11、等级测试以及评定、对芯片的最高频率，功耗，发热等进行评价，按照测试结果，评定以不同的型号进行出厂销售。

这就是制造一个芯片的全过程，看起来只有这11步，其实中间的工序有数千道，就是光刻这一道工序要经过上千次的反复操作。工序繁杂，对工艺的要求就非常高，不然生产出来的良品率会非常低，芯片的生产的每一道工序，必须达到100%的良品，就算每一次达到99%，到了最后一道，良品率可以还达不到10%，这样制种出来的芯片成本会非常高。

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