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芯片制作流程.docx

上传人:shugezhang1 2022/6/15 文件大小:358 KB

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芯片制作流程.docx

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芯片制作全过程
芯片的制造过程可概分为晶圆处理工序(WaferFabrication)、标识的标签并加以包装后即可出厂。而
未通过的芯片则视其达到的参数情况定作降级品或废品。
制造芯片的基本原料
制造芯片的基本原料:硅、金属材料(铝主要金属材料,,同时由于铜导体的电阻更低,其上电流通过的速度也更快)、化学原料等。
芯片制造的准备阶段
在必备原材料的采集工作完毕之后,这些原材料中的一部分需要进行一些预处理工作。
作为最主要的原料,硅的处理工作至关重要。首先,硅原料要进行化学提纯,这一步骤使其达到可供工业使用的原料级别。为了使这些硅原料能够满足集成电路制造的加工需要,还必须将其整形,这一步是通过溶化硅原料,然后将液态硅注入大型高温石英容器来完成的。
而后,将原料进行高温溶化为了达到高性能处理器的要求,整块硅原料必须高度纯净,及单晶硅。然后从高温容器中采用旋转拉伸的方式将硅原料取出,此时一个圆柱体的硅锭就产生了。从目前所使用的工艺来看,硅锭圆形横截面的直径为200毫米。在保留硅锭的各种特性不变的情况下增加横截面的面积是具有相当的难度的,不过只要企业肯投入大批资金来研究,还是可以实现的。intel为研制和生产300毫米硅锭建立的工厂耗费了大约35亿美元,新的成功使得intel可以制造复杂程度更高,功能更强大的集成电路芯片,200毫米硅锭的工厂也耗费了15亿美元。下面就从硅锭的切片开始介绍芯片的制造过程。
SingleCr^raisilicontngot
在制成硅锭并确保其是一个绝对的圆柱体之后,下一个步骤就是将这个圆柱体硅锭切片,切片越薄,用料越省,自然可以生产的处理器芯片就更多。切片还要镜面精加工的处理来确保表面绝对光滑,之后检查是否有扭曲或其它。这一步的质量检验尤为重要,它直接决定了成品芯片的质量。
新的切片中要掺入一些物质,使之成为真正的材料,然后在其上刻划代表着各种逻辑功能的管电路。掺入的物质原子进入硅原子之间的空隙,彼此之间发生原子力的作用,从而使得硅原料具有的特性。今天的制造多选择CMOS工艺(互补型金属氧化物)。其中互补一词表示中N型MOS管和P型MOS管之间的交互作用。N和P在电子工艺中分别代表负极和正极。多数情况下,切片被掺入化学物质形成P型衬底,在其上刻划的逻辑电路要遵循nMOS电路的特性来设计,这种类型的管空间利用率更高也更加节能。同时在多数情况下,必须尽量限制pMOS型管的出现,因为在制造过程的后期,需要将N型材料植入P型衬底当中,这一过程会导致pMOS管的形成。
在掺入化学物质的工作完成之后,标准的切片就完成了。然后将每一个切片放入高温炉中加热,通过控制加温时间使得切片表面生成一层二氧化硅膜。通过密切监测温度,空气成分和加温时间,该二氧化硅层的厚度是可以控制的。在intel的90纳米制造工艺中,门氧化物的宽度小到了惊人的5个原子厚度。这一层门电路也是管门电路的一部分,管门电路的作用是控制其间电子的流动,通过对门电压的控制,电子的流动被严格控制,而不论输入输出端口电压的大小。准备工作的最后一道工序是在二氧化硅层