从沙子到芯片PPT

1、从沙子到芯片，Jeff Liu 2009.08.08，中央处理器(CPU)是现代社会快速运转的动力源，在任何电子设备上都能找到微芯片的样子，但也有人认为处理器没有技术含量。只是一堆沙子。是吗？英特尔今天发布了大量图形资料，详细介绍了从沙子到芯片的整个过程。简单与否一目了然。简而言之，处理器的制造过程大致可以分为沙子原料(石英)、硅、晶圆、光刻(光刻)、蚀刻、离子注入、金属沉积、金属层、互连、硅片测试和切削、芯包、等级测试、包装清单等几个阶段也是半导体制造产业的基础。硅冶炼：300毫米/12英寸晶片级，以下相同。通过多级净化，可以得到可用于半导体制造质量的硅、电子级硅(EGS)、平均一百万个硅原

2、子中最多一个杂质原子。牙齿图显示如何通过硅净化获得大晶体，最后得到的是硅锭。单晶硅块：整体近圆筒形，重量约100公斤，硅纯度99.9999。第二阶段，硅锭切割：横向切成圆形的单硅。这就是我们常说的韦伯。顺便说一下，你知道这次为什么水晶园是圆的吧？晶片：裁剪的晶片经过抛光后几乎变得完美，表面可以成为镜子。事实上，英特尔本身不是生产这种晶圆，而是直接从第三方半导体企业购买成品，然后使用当前主流45nm HKMG(高K金属栅极)等自己的生产线进一步加工。有趣的是，英特尔公司创建初期使用的晶片尺寸只有50毫米/2英寸。Phase III，Photo Resist:图的蓝色部分是晶片旋转时浇注的光刻液体

3、，类似于制作传统胶片。晶片旋转可以使光刻胶变得非常薄，非常平。光刻：光刻层通过掩膜(Mask)暴露在紫外线(UV)下溶解，期间发生的化学反应类似于按机器相机快门的瞬间薄膜的变化。面具上印有预先设计的电路图案，通过紫外线照射到光刻胶层上，形成微处理器的每个电路图案。通常，从晶片中取得的电路样式是遮罩中样式的四分之一。平板印刷：进入50-200纳米大小的电晶体级别。晶片可以切割数百个处理器，但是从这里开始，视野缩小到其中一个，展示了如何制作电晶体等部件。(David aser，Northern Exposure(美国电视电视剧，晶体管)晶体管就像一个控制电流方向的开关。现在的晶体管已经这么小，一根

4、针就能放下大约3000万个。第四阶段，光刻溶解：暴露在紫外线下的光刻胶溶解，去除后留下的图案和面具一致。蚀刻：使用化学物质溶解暴露的晶片部分，剩馀的光刻保护蚀刻渡边杏的部分。光刻移除：蚀刻完成后，光刻的使命完成，全部移除后，您可以看到设计的电路图案。Phase V，光刻：再次粉碎光刻(蓝色部分)，然后进行光刻，冲洗暴露部分。其余光刻技术用于保护未注入离子的材料。离子注入：在真空系统中，用要加速和掺杂的原子离子辐照(注入)固体物质，在注入的区域形成特殊的注入层，改变这些区域中硅的导电性。电场加速后注入的离子流的速度可以超过每小时30万公里。去除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也被去除，注入区域(绿

5、色部分)也混合在一起，注入其他原子。这时要注意，绿色和以前已经不同了。，Phase VI，准备电晶体：现在晶体管基本完成。在绝缘材料(洋红色)上刻三个孔，填充铜，以便与其他晶体管互连。传记电镀：在晶圆上镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管中。铜离子从阳极(阳极)转移到阴极(阴极)。铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形成薄的铜层。Phase VII，抛光：加工额外的铜抛光，即抛光晶片表面。金属层：电晶体等级，6个电晶体组合，约500nm。根据该处理器所需的各种功能，徐璐在其他电晶体之间形成复合互连金属层。筹码表面看起来很平滑，但实际上可能包含20多层复杂的电路，放大后，可以看到非常复杂的电路

6、网络，可以看到未来波的多层高速公路系统等形式。阶段VIII，晶片测试：核心层级，约10公厘/0.5寸。图是晶片的一部分，正在接受第一次功能测试，正在使用参考电路模式与每个芯片进行比较。晶片切片：晶片等级，300公厘/12寸。将晶片切成片，每片都是处理器的核心(Die)。删除缺陷内核：晶片级别。测试过程中发现的有缺陷的内核将被丢弃，并准备好进入下一阶段。Phase IX，单个内核：内核级别。晶片上切割的单一核心显示core I7的核心。封装：封装等级，20公厘/1寸。基板(基板)、核心和散热片堆在一起，形成我们看到的处理器的样子。基板(绿色)相当于基座，可在处理器核心提供传记和机械接口，以便于与PC系统的其他部分进行交互。散热器(银)负责核心冷却。处理器：现在可以得到完整的处理器(这里的酷睿i7)。在世界上最干净的房间里制作的牙齿最复杂的产品实际上经过数百个阶段，只显示了牙齿中几个茄子重要的阶段。(David assell、Northern Exposure(美国电视电视剧)、Phase X、grade testing:最后的测