芯片是怎么做成的

芯片制造的整個過程包括芯片設計、芯片制造、封裝制造、測試等。

首先是芯片設計,根據設計要求,生成“圖案”


1、晶片材料

晶片材料的成分是硅,硅又是由石英沙精制而成。將硅提純后制成硅棒,成為制造集成電路的石英半導體材料。將其切片就是芯片制作具體需要的晶圓。

2、晶圓涂層/膜

晶圓涂層可以抵抗氧化和溫度,其材料也是光阻的一種。

3、晶圓光刻顯影、蝕刻

首先,在晶圓(或基板)表面涂覆一層光刻膠并干燥。干燥的晶片被轉移到光刻機上。通過掩模,光將掩模上的圖案投射到晶圓表面的光刻膠上,實現曝光和化學發光反應。曝光后的晶圓進行二次烘烤,即所謂曝光后烘烤,烘烤后的光化學反應更為充分。

最后,顯影劑被噴在晶圓表面的光刻膠上以形成曝光圖案。顯影后,掩模上的圖案保留在光刻膠上。糊化、烘烤和顯影都是在均質顯影劑中完成的,曝光是在平版印刷機中完成的。均化顯影機和光刻機一般都是在線操作,晶片通過機械手在各單元和機器之間傳送。

整個曝光顯影系統是封閉的,晶片不直接暴露在周圍環境中,以減少環境中有害成分對光刻膠和光化學反應的影響。這樣就得到我們所需要的二氧化硅層。

4、添加雜質

相應的p和n半導體是通過向晶圓中注入離子而形成的。




具體工藝是從硅片上的裸露區域開始,將其放入化學離子混合液中。這一工藝將改變摻雜區的到方式,使每個晶體管都能打開、關閉或攜帶數據。這時候將這一流程不斷的重復,不同層可通過開啟窗口聯接起來。這一點類似所層PCB板的制作制作原理。 更為復雜的芯片可能需要多個二氧化硅層,。這時候通過重復光刻以及上面流程來實現,形成一個立體的結構。

5、晶圓測試

經過上面的幾道工藝之后,晶圓上就形成了一個個格狀的晶粒。通過針測的方式對每個晶粒進行電氣特性檢測。一般來說,每個芯片都有大量的晶粒,組織一次針測試模式是非常復雜的過程,這就要求盡可能批量生產相同規格型號的芯片。數量越大,相對成本就越低,這也是主流芯片器件造價低的一個因素。

6、封裝

將制造完成晶圓固定,綁定引腳,按照需求去制作成各種不同的封裝形式,這就是同種芯片內核可以有不同的封裝形式的原因。例如:DIP、QFP、PLCC、QFN等,這主要取決于用戶的應用習慣、應用環境、市場形態等外圍因素。

7、測試和包裝

經過上述工藝流程以后,芯片生產就已經全部完成了。這一步是測試芯片,去除有缺陷的產品,并包裝。

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