文档介绍：深度揭密:图文讲解芯片制造流程相信很多配件 diye r 都非常渴望了解司空见惯的 cpu 或者显卡或者内存芯片的制造过程的详细情况,今天我们在这抛砖引玉。整个制造分 5 道程序,分别是芯片设计;晶片制作; 硬模准备; 包装; 测试。而其中最复杂的就是晶片制作这道程序, 所以下面主要讲这一点: 1. 晶片制作: SiO2 经盐酸氯化还原, 形成高纯度多晶硅, 纯度可达 11N , 将有特定晶向的晶种浸入过饱和的纯硅熔汤(Melt) 中, 并同时旋转拉出, 硅原子便依照晶种晶向, 乖乖地一层层成长上去, 而得出所谓的晶棒(ingot)--- 这便是常用的拉晶法。这种硅晶体圆棒将被切成薄片, 芯片就在这上面制作出来的了。(注: 晶棒的阻值如果太低, 代表其中导电杂质(impurity dopant) 太多,还需经过 FZ法(floating-zone) 的再结晶(re-crystallization) ,将杂质逐出,提高纯度与阻值。辅拉出的晶棒, 外缘像椰子树干般, 外径不甚一致, 需予以机械加工修边, 然后以 X光绕射法,定出主切面(primary flat) 的所在,磨出该平面;再以内刃环锯,削下一片片的硅晶圆。最后经过粗磨(lapping) 、化学蚀平(chemical etching) 与拋光(polishing) 等程序,得出具表面粗糙度在 微米以下拋光面之晶圆。( 至于晶圆厚度,与其外径有关。) 刚才题及的晶向,与硅晶体的原子结构有关。硅晶体结构是所谓「钻石结构」(diamond-structure) ,系由两组面心结构(FCC) ,相距(1/4,1/4,1/4) 晶格常数(lattice constant ; 即立方晶格边长) 叠合而成。我们依米勒指针法(Miller index) , 可定义出诸如: {100} 、{111} 、{110} 等晶面。所以晶圆也因之有{100} 、{111} 、{110} 等之分野。有关常用硅晶圆之切边方向等信息, 请参考图 2-2 。现今半导体业所使用之硅晶圆, 大多以{100} 硅晶圆为主。其可依导电杂质之种类, 再分为 p型( 周期表 III 族)与n型( 周期表 V族) 。由于硅晶外貌完全相同,晶圆制造厂因此在制作过程中, 加工了供辨识的记号:亦即以是否有次要切面(secondary flat) 来分辨。该次切面与主切面垂直, p 型晶圆有之,而 n 型则阙如。{100} 硅晶圆循平行或垂直主切面方向而断裂整齐的特性,所以很容易切成矩形碎块, 这是早期晶圆切割时,可用刮晶机(scriber) 的原因( 它并无真正切断芯片,而只在表面刮出裂痕, 再加以外力而整齐断开之。) 事实上, 硅晶的自然断裂面是{111} , 所以虽然得到矩形的碎芯片,但断裂面却不与{100} 晶面垂直!) 2. 薄膜生成(一) 氧化(炉)( Oxidation ) 对硅半导体而言,只要在高于或等于 1050 ℃的炉管中,如图 2-3 所示,通入氧气或水汽,自然可以将硅晶的表面予以氧化,生长所谓干氧层(dryz/gate oxide) 或湿氧层(wet /field oxide) ,当作电子组件电性绝缘或制程掩膜之用。氧化是半导体制程中, 最干净、单纯的一种; 这也是硅晶材料能够取得优势的特性之一( 他种半导体,如砷化镓