芯片制造工艺真的很难吗，七步走轻松搞定！.doc

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1、芯片制造工艺真的很难吗，七步走轻松搞定！　　芯片不是天然长出来的，也不是宅男用电脑打印出来的。它的诞生，是个复杂漫长的旅行。简单来分，芯片制造过程有这么几个阶段：材料制备——单晶硅制造→晶圆片生成芯片前端——芯片构建（WaferFabrication）　　芯片后端——封装（Package）→完整测试（InitialTestandFinalTest）　　　　备料——硅片制作芯片的制作离不开硅，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半导体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

2、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，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单晶锭就产生了。目前，业界最领先工艺生产的是300mm的硅锭，也就是12寸晶圆。　　　　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问题。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，使之成为真正的半导体材料，然后在其上刻

3、划代表着各种逻辑功能的电路。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半导体的特性。今天的半导体制造多选择CMOS工艺（互补型金属氧化物半导体）。其中，互补一词表示半导体中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，这种类型的晶体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型晶体管的出现，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

4、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。准备工作的最后一道工序是在二氧化硅层上覆盖一个感光层。这一层物质用于同一层中的其它控制应用。这层物质在干燥时具有很好的感光效果，而且在光刻蚀过程结束之后，能够通过化学方法将其溶解并除去。光刻（Photolithography）　　　　光刻是在晶圆上印制芯片电路图形的工艺，是集成电路制造的最关键步骤，在整个芯片的制造过程中约占据了整体制造成本的35%。　　光刻也是决定了集成

5、电路按照摩尔定律发展的一个重要原因，如果没有光刻技术的进步，集成电路就不可能从微米进入深亚微米再进入纳米时代。　　光刻工艺将掩膜图形转移到晶片表面的光刻胶上，首先光刻胶处理设备把光刻胶旋涂到晶圆表面，再经过分步重复曝光和显影处理之后，在晶圆上形成需要的图形。　　通常以一个制程所需要经过掩膜数量来表示这个制程的难易。根据曝光方式不同，光刻可分为接触式、接近式和投影式；根据光刻面数的不同，有单面对准光刻和双面对准光刻；根据光刻胶类型不同，有薄胶光刻和厚胶光刻。一般的光刻流程包括前处理、匀胶、前烘、对准曝光、显影、后烘，可以根据实际情况调整流程中的操作。　　刻蚀（Etchi

6、ng）　　　　在集成电路制造过程中，经过掩模套准、曝光和显影，在抗蚀剂膜上复印出所需的图形，或者用电子束直接描绘在抗蚀剂膜上产生图形，然后把此图形精确地转移到抗蚀剂下面的介质薄膜（如氧化硅、氮化硅、多晶硅）或金属薄膜上去，制造出所需的薄层图案。　　刻蚀就是用化学的、物理的或同时使用化学和物理的方法，有选择地把没有被抗蚀剂掩蔽的那一部分薄膜层除去，从而在薄膜上得到和抗蚀剂膜上完全一致的图形。　　等离子刻蚀（plasmaetch）是在特定的条件下将反应气体电离形成等离子体，等离子体选择性地从晶圆上除去物质，剩下的物质在晶圆上形成芯片图形。离子注入IonImplantati

7、on　　　　晶圆衬底是纯硅材料，不导电或导电性极弱。为了在芯片内具有导电性，必须在晶圆里掺入微量的不纯物质，通常是砷、硼、磷。掺杂可以在扩散炉中进行，也可以采用离子注入实现。一些先进的应用都是采用离子注入掺杂的。其实，最主要的目的是生成N沟道或P沟道。这个掺杂过程创建了全部的晶体管及彼此间的电路连接，没个晶体管都有输入端和输出端，两端之间被称作端口。　　离子注入有中电流离子注入、大电流/低能量离子注入、高能量离子注入三种，适于不同的应用需求。　　化学机械研磨　　化学机械研磨（化学机器磨光，CMP）兼具有研磨性物质的机械式研磨与酸碱溶液的化学式研磨两种