CPU是人類智慧的杰作,作為半導體中使用得最多的硅元素來源于沙子,所以CPU的制作可以看作是一粒沙子的進化過程。
CPU是如何制作出來的?介紹一:將沙子制作成硅圓片
沙子的主要成分為二氧化硅,不過CPU中使用的硅純度要求達到99.999999999%,所以先要將二氧化硅還原成純度為98%的冶金級單質硅,然后再提純出99.99%的多晶硅,但這還不算完,為了讓它更適合制作CPU,還要經過不斷提純、形成固定一致形態的單晶硅。
接下來是要制作出單晶硅錠,它長下面那個樣子:
完成的單晶硅錠直徑約300mm,重約100kg。再將制作好的單晶硅錠切掉頭尾,并修整其直徑到標準值,然后將硅錠切割成均勻的晶圓:
為了讓切割后的晶圓表面光滑,還需要仔細研磨,然后拋光和加熱處理,總之讓它的表面成為無缺陷,這樣閃亮發光的硅圓片就制作出來了。
CPU是如何制作出來的?介紹二:前工程,制作帶有電路的芯片
完好的硅圓片可以投入到生產線上了,進入到涂抹光刻膠環節。這是集成電路制造工藝中的一項關鍵環節。需要將光刻膠滴在硅晶圓片上,均勻涂抹形成光刻膠薄膜,在溫度下固化為光刻膠薄膜。
接下來將涂好光刻膠的晶圓放入曝光機中進行掩模圖形的“復制”,掩模中有設計好的電路圖案,通過紫外線曝光在光刻膠層上形成相應的電路圖案。
曝光后的晶圓還要進行顯影處理,通過噴射強堿性顯影液光刻膠會溶解于顯影液中,沒有被照射到的光刻膠圖案會保留下來,這就上是顯影,隨后會沖洗、熱處理等以蒸發水水分和固化膠。
通過蝕刻藥劑溶解掉暴露出來的晶圓部分,被光刻膠保護的部分再保留下來。
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