芯片是怎么制作的 芯片是如何制作的
1.晶圆材料
硅片的成分是硅,是从石英砂中提炼出来的。硅元素(99.999%)提纯后,硅片制成硅棒,成为制造集成电路的应时半导体材料。是芯片制造所需的特定晶片。晶圆越薄,生产成本越低,但对工艺的要求越高。
2.晶片涂层
涂层可以抗氧化和耐高温,其材料是光刻胶。
3、光刻、显影和刻蚀晶片
首先,在晶片(或衬底)表面涂覆一层光刻胶并干燥。干燥的晶片被转移到掩模对准器。光线通过掩模将掩模上的图案投射到晶片表面的光刻胶上,实现曝光和化学发光反应。曝光后的晶圆经过两次烘烤,也就是所谓的后曝光烘烤,烘烤后的光化学反应更加充分。
最后,将显影剂喷洒在晶片表面的光致抗蚀剂上,以形成曝光图案。显影后,掩模上的图案保留在光致抗蚀剂上。糊化、烘烤和显影都在均质显影剂中完成,曝光在平版印刷机中完成。均匀显影机器和掩模对准器通常在线操作,并且晶片通过操纵器在每个单元和机器之间转移。
整个曝光显影系统是封闭的,晶圆不直接暴露在周围环境中,以减少环境中有害成分对光刻胶和光化学反应的影响。
4.添加杂质
相应的P和N半导体是通过将离子注入晶片中形成的。
具体来说,该过程从硅片上的曝光区域开始,并将其放入化学离子混合物中。这个过程将改变掺杂区域的传导模式,使得每个晶体管可以被打开、关闭或传送数据。简单的芯片只能用一层,复杂的芯片通常有很多层。
此时,过程不断重复,打开一个窗口就可以连接不同的层。这类似于多层pcb的制造原理。更复杂的芯片可能需要多层二氧化硅层。此时,通过重复光刻和上述过程以形成三维结构来实现。
5.薄饼
在上述处理之后,在晶片上形成晶格颗粒。用针法测试每个药柱的电性能。一般来说,每一个芯片都有大量的晶粒,组织一个引脚测试图案是一个非常复杂的过程,这就要求同一规格型号的芯片尽量批量生产。数量越大,相对成本越低,这也是主流芯片设备成本低的一个因素。
6.包装
同一个芯片内核可以有不同的封装形式。原因是芯片是固定的,引脚是扎的,可以根据需要做出不同的封装形式。例如:迪普、QFP、PLCC、QFN等。,这主要取决于用户的应用习惯、应用环境、市场形态等外部因素。
7.测试和包装
经过上述过程,芯片生产已经完成。这一步是测试芯片,剔除不良品,封装。