半導(dǎo)體芯片介紹

目前，電子信息制造領(lǐng)域的自動(dòng)化和智能化水平僅次于汽車行業(yè)。在半導(dǎo)體芯片行業(yè)，晶圓制造的自動(dòng)化和智能化水平較高。讓我們了解一下半導(dǎo)體芯片制造的復(fù)雜工藝流程。

1.硅精煉

制造芯片的材料，如芯片，是半導(dǎo)體。目前，主要材料是硅，這是一種非金屬元素。從化學(xué)的角度來看，由于它位于元素周期表的金屬元素區(qū)和非金屬元素區(qū)的交界處，具有半導(dǎo)體的性質(zhì)，適合制造各種微小的晶體管。它是目前制造現(xiàn)代大規(guī)模集成電路的材料之一。

在精煉硅的過程當(dāng)中，高原材料硅被溶解并放入巨大的應(yīng)時(shí)熔爐中。此時(shí)，將籽晶放入熔爐中，直到硅單晶在籽晶周圍生長(zhǎng)并幾乎變成單晶硅。過去，硅錠的直徑幾乎是200毫米，但芯片生產(chǎn)商增加了300毫米晶圓的產(chǎn)量。

2.切掉晶片

半導(dǎo)體芯片硅錠被制成，成型為新的圓柱體，然后被切割成稱為晶片的薄片。晶圓用于制造芯片。所謂“晶圓切割”，是指用機(jī)器從硅單晶棒上切割出預(yù)定規(guī)格的硅片，并將其分割成多個(gè)小區(qū)域，使每個(gè)區(qū)域成為芯片的核心。一般來說，晶片切得越薄，用同樣數(shù)量的硅材料就能制造出越多的成品芯片。

3.復(fù)制

半導(dǎo)體芯片在通過熱處理獲得的氧化硅層上涂覆抗蝕劑物質(zhì)，通過印刷有芯片復(fù)雜電路結(jié)構(gòu)圖案的模板在硅襯底上照射紫外線，并在紫外線照射的地方溶解抗蝕劑物質(zhì)。為了避免光干擾不需要曝光的區(qū)域，創(chuàng)建了掩模來遮蔽這些區(qū)域。這是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過程，每個(gè)掩碼的復(fù)雜程度需要用幾十GB的數(shù)據(jù)來描述。

4.蝕刻版畫

這是半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)過程當(dāng)中的重要操作，也是芯片行業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)。蝕刻技術(shù)將光的應(yīng)用推向了極限。蝕刻使用波長(zhǎng)較短、透鏡較大的紫外光。短波長(zhǎng)的光通過這些應(yīng)時(shí)掩模的孔照射在光致抗蝕劑上并被曝光。然后，停止光，去除掩模，并用半導(dǎo)體芯片特定的化學(xué)溶液清洗曝光的光敏抗蝕劑膜和抗蝕劑膜下面粘附的硅層。然后，暴露的硅與臺(tái)面碰撞，暴露的硅襯底被局部摻雜，這些區(qū)域的導(dǎo)電狀態(tài)發(fā)生變化，從而制造出N阱或P阱，與上面制造的襯底結(jié)合，完成芯片的柵極電路。