芯片的制作過程
1、硅純化制作晶圓
通過相關的工藝將沙子提純,然后經過一系列程序得到硅單質,然后制成純度很高的硅晶棒。硅晶棒是制造集成電路的石英半導體的材料,將其切片就是芯片制作具體需要的(de)晶圓(yuan)。硅(gui)晶圓(yuan)是(shi)芯片(pian)生產的(de)基板,通過機械的(de)方法將(jiang)硅(gui)錠切(qie)割成一片(pian)片(pian)很薄的(de)硅(gui)圓(yuan),方便后續集成電路芯片(pian)的(de)刻蝕(shi)。
2、晶圓涂膜
晶圓(yuan)涂膜(mo)能抵抗氧化(hua)以及耐溫能力(li),其材料(liao)為光阻的一種。
3、晶圓光刻顯影、蝕刻
該(gai)過程使用了(le)對紫外光敏感的(de)化(hua)學物(wu)質(zhi),即遇(yu)紫外光則變(bian)軟。通過控制遮光物(wu)的(de)位置可(ke)(ke)以得(de)(de)到(dao)芯片的(de)外形。在硅晶片涂(tu)上光致抗蝕(shi)劑,使得(de)(de)其遇(yu)紫外光就(jiu)會溶(rong)解。這(zhe)是可(ke)(ke)以用上diyi份遮光物(wu),使得(de)(de)紫外光直射的(de)部(bu)分被溶(rong)解,這(zhe)溶(rong)解部(bu)分接著可(ke)(ke)用溶(rong)劑將其沖走。這(zhe)樣(yang)剩下的(de)部(bu)分就(jiu)與遮光物(wu)的(de)形狀一樣(yang)了(le),而這(zhe)效果正是我們所(suo)要(yao)的(de)。這(zhe)樣(yang)就(jiu)得(de)(de)到(dao)我們所(suo)需要(yao)的(de)二氧化(hua)硅層(ceng)。
4、攙加雜質
該過程是將晶圓中植入離子,生成相應的P、N類半導體。具體(ti)(ti)工(gong)(gong)藝是是從硅片上暴露的(de)區域開始,放入(ru)化學離(li)子混合液中。這一(yi)(yi)工(gong)(gong)藝將改變(bian)攙雜(za)區的(de)導電方式,使每個(ge)晶(jing)體(ti)(ti)管可以通、斷、或攜帶數據。簡單的(de)芯(xin)片可以只用一(yi)(yi)層(ceng),但復(fu)雜(za)的(de)芯(xin)片通常有很多(duo)層(ceng),這時候(hou)(hou)將這yi流程不斷的(de)重復(fu),不同層(ceng)可通過開啟(qi)窗(chuang)口聯接起(qi)來。這一(yi)(yi)點類似所層(ceng)PCB板的(de)制作(zuo)制作(zuo)原(yuan)理(li)。更為復(fu)雜(za)的(de)芯(xin)片可能需要(yao)多(duo)個(ge)二氧化硅層(ceng),這時候(hou)(hou)通過重復(fu)光(guang)刻以及上面(mian)流程來實現,形成一(yi)(yi)個(ge)立體(ti)(ti)的(de)結構。
5、晶圓測試
經過上面的(de)(de)幾(ji)道工藝之后,晶(jing)圓上就(jiu)形(xing)成了一個(ge)(ge)(ge)個(ge)(ge)(ge)格狀(zhuang)的(de)(de)晶(jing)粒。通過針測的(de)(de)方式對每(mei)個(ge)(ge)(ge)晶(jing)粒進(jin)行電氣特(te)性檢測。一般每(mei)個(ge)(ge)(ge)芯片的(de)(de)擁有的(de)(de)晶(jing)粒數(shu)(shu)量(liang)是(shi)龐大(da)的(de)(de),組織一次針測試模式是(shi)非常(chang)復(fu)雜的(de)(de)過程,這(zhe)要求了在生產(chan)的(de)(de)時候盡量(liang)是(shi)同等(deng)芯片規格構造的(de)(de)型號的(de)(de)大(da)批量(liang)的(de)(de)生產(chan)。數(shu)(shu)量(liang)越(yue)大(da)相對成本就(jiu)會越(yue)低(di),這(zhe)也是(shi)為什么(me)主流芯片器件造價低(di)的(de)(de)一個(ge)(ge)(ge)因素。
6、芯片封裝
將(jiang)制造完成晶圓固定,綁定引腳,按(an)照(zhao)需求去制作成各種不(bu)同(tong)的封裝形(xing)式,這(zhe)就(jiu)是同(tong)種芯(xin)片(pian)內核可以有不(bu)同(tong)的封裝形(xing)式的原因(yin)。比如:DIP、QFP、PLCC、QFN等(deng)等(deng)。這(zhe)里主要是由用戶的應用習慣、應用環(huan)境、市場形(xing)式等(deng)外圍因(yin)素來(lai)決(jue)定的。
7、測試、包裝
經過上述工藝流程以后,芯片制作就已經全部(bu)完成了,這一(yi)步驟是將(jiang)芯片進行測(ce)試(shi)、剔除不(bu)良(liang)品,以及(ji)包(bao)裝(zhuang)。