晶圆是怎么变成它的 跟小编来了解一下吧
2020-06-15 16:13:52 来源:只说数码科技 点击:1903
【哔哥哔特导读】本文主要介绍了晶圆是怎么制作成芯片的,主要讲个4个步骤,分别是沙子是怎么变成硅晶圆片的,如果用光刻机和刻蚀机给硅晶圆涂胶和腐蚀,接下来是怎么在硅晶圆上面镀铜,最后是把硅晶圆片切成晶圆。
大家都知道,小米的创始人雷军曾经说过将来芯片的价格会变成沙子价,主要原因就取决于实际上芯片就是由沙子制作出来的,当然沙子变成芯片这个过程还是很复杂的和有科技含量的。
那么问题就来了,沙子到底是怎样变成芯片的?再充分考虑现阶段中国在芯片领域相对落后的情况,因此从沙子变为芯片的过程中,中国的技术关键卡在什么步骤上边?
最先说说沙子是怎样变为芯片的,这一过程一共有4步:
1、沙子的提纯和处理
生产制造芯片的原材料主要是硅,而沙子是硅的关键原材料,因此第一步便是把沙子中的硅提纯,要提纯到99 .9999999 %,只有达到9个9的纯度才可以满足芯片制造。
而提纯后的硅是一坨一坨 的,我们称之为硅锭,此刻要把它变为硅棒,变为一根一根的硅棒,再切成一片一片的,最后形成硅晶圆片,然后再打磨抛光,那么沙子的提纯和处理就完成了,从此再也看不出来是沙子了。
2、光刻和刻蚀
这一步关键用在光刻机和刻蚀机,首先把硅晶圆片放进烧炉,在硅晶圆片表层产生一层均匀的氧化膜,随后再涂上光刻胶。用光刻机通过光罩把芯片设计电路图投射到涂了光刻胶的硅晶圆上,因此形成了电路图。
再用刻蚀机把这个投射出来的电路图腐蚀掉 ,接着露出硅基底,从而形成了电路的模样。此刻硅晶圆上是凹凸不平的。
3、等离子注入、镀铜
接下来的步骤便是把等离子注入了,把凹凸不平的电路图灌满等离子,随后再通过热处理,将这种等离子稳定后,这样就形成了构成芯片的几十上百亿的晶体管了。
而晶体管是相连接的,此刻要开展镀铜了,在硅晶圆上面均匀镀上一层铜,随后再通过打磨、光刻、刻蚀等流程,把铜切成一条一条的细线,连接好所有的晶体管后,就真正形成电路图。
4、封裝、测试
由于芯片有很多层电路,2跟3的步骤仅仅只是一层电路而已,因此整个2跟3的流程 会重复很多遍,是多少层就会重复多少遍,最终变成加工好的硅晶圆片。
生产加工好以后便是切成一块一块的晶圆,再开展检测、封裝,就变成了一块可安裝 到机器设备中的芯片了。
以上就是芯片的简单的制作过程,当然实际的过程肯定会复杂特别多,但基本原理大部分就是这样了。而我国的芯片水平落后,主要体现在1、2、3这三个阶段,第4个阶段差距不大,甚至还有一点小领先。
第一个阶段主要卡在提纯上边,要想把沙子提纯到9个9,我国的技术水平还达不到这个要求,硅晶圆片生产能力十分有限,大部分硅晶圆片还是从日本进口的。
第2个阶段卡在光刻机上边,主要卡在技术上边,一是我国的光刻机水平相对还是比较落后,只能用在90 nm 的芯片生产制造,ASML的可用在5nm,二是技术上边,我国还拿下高工艺的芯片。而第3个阶段主要是光刻这个过程,我国的机器设备还达不到要求,暂时只能依靠国外的硅晶圆片设备。
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