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1、深度揭密：图文讲解芯片制造流程相信很多配件diyer都非常渴望了解司空见惯的cpu或者显卡或者内存芯片的制造过程的详细情况，今犬我们在这抛砖引玉。整个制造分5道稈序，分别是芯片设计；晶片制作；硕模准备；包装；测试。而其中最复杂的就是晶片制作这道程序，所以卜面主要讲这一点：1.晶片制作：ManufacturingPolishedWaforSi02经盐酸氯化还原，形成高纯度多晶硅，纯度可达11N,将有特定晶向的晶种浸入过饱和的纯硅熔汤(Melt)中，并同时旋转拉出，硅原子便依照晶种晶向，乖乖地一层层成长上去，而得出所谓的晶棒(ingot)-一这便是常用
2、的拉晶法。这种硅晶体圆棒将被切成薄片，芯片就在这上面制作出来的了。(注：晶棒的阻值如果太低，代表其中导电杂质(impuritydopant)太多，还需经过FZ法(floating-zone)的再结晶(re-crystallization),将杂质逐出，提高纯度与阻值。辅拉出的晶棒，外缘像椰子树干般，外径不甚一致，需予以机械加丁•修边，然后以X光绕射法,定出主切面(primaryflat)的所在,磨出该平面；再以内刃环锯,削下一片片的硅晶圆。最后经过粗磨(lapping)＞化学蚀平(chemicaletching)与拋光(polishing)等程序，
3、得出具表曲粗糙度在0・3微米以下拋光面Z晶圆。(至于晶圆厚度，与其外径有关。)刚才题及的晶向，与硅晶体的原子结构有关。硅晶体结构是所谓「钻右结构」(diamond-structure),系由两组面心结构(FCC),相距(1/4,1/4,1/4)晶格常数(latticeconstant；即立方晶格边长)叠合而成。我们依米勒指针法(Millerindex),可定义出诸如：｛100｝、｛111｝、｛110｝等晶回。所以晶圆也因Z有｛100｝、｛111｝、｛110｝等Z分野。有关常用硅晶圆Z切边方向等信息，请参考图2-2。现今半导体业所使用Z硅晶圆，大多以
4、｛100｝硅晶圆为主。其可依导电杂质Z种类，再分为P型（周期表m族）与n型（周期表V族）。山于硅晶外貌完全相同，晶圆制造厂因此在制作过程中，加工了供辨识的记号：亦即以是否有次要切面（secondaryflat）来分辨。该次切血与主切回垂直，P型晶圆有Z,而n型则阙如。｛100｝硅晶圆循平行或垂直主切面方向而断裂整齐的特性，所以很容易切成矩形碎块，这是早期晶圆切割时，可用刮晶机（scriber）的原因（它并无真正切断芯片，而只在表面刮出裂痕，再加以外力而整齐断开Z。）事实上，硅晶的白然断裂瓯是｛111｝,所以虽然得到矩形的碎芯片，但断裂面却不与｛10
5、0｝晶血垂直！）1.薄膜生成薄膜生长的步骤气体分子Substrate（—）氧化（炉）（Oxidation）对硅半导体而言，只要在高于或等于1050°C的炉管中，如图2-3所示，通入氧气或水汽，自然可以将硅晶的表血予以氧化，生长所谓干氧层（dryz/gateoxide）或湿氧层（wet/fieldoxide）,当作电子组件电性绝缘或制程掩膜Z用。氧化是半导体制稈中，最干净、单纯的一种；这也是硅晶材料能够取得优势的特性Z—（他种半导体，如神化铢GaAs,便无法用此法成长绝缘层，因为在550°C左右，神化稼己解离释放出不巾！）硅氧化层耐得住850°C~1
6、050°C的后续制程环境，系因为该氧化层是在前述更高的温度成长；不过每生长出1微米厚的氧化层，硅晶表曲也要消耗掉0.44微米的厚度。以下是氧化制程的一些要点：（1）氧化层的成长速率不是一眉维持恒定的趋势，制稈时间与成长厚度Z里复性是较为重要Z考量。（2）后长的氧化层会穿透先前长的氧化层而堆积于上；换言Z,氧化所需Z氧或水汽，势必也要穿透先前成长的氧化层到硅质层。故要生长更厚的氧化层，遇到的阻碍也越大。一般而言，很少成长2微米厚以上Z氧化层。（3）干氧层主要用于制作金氧半（MOS）晶体管的载子信道（channel）；而湿氧层则用于其它较不严格讲究的电
7、性阻绝或制程罩幕（masking）。前者厚度远小于后者,1000"1500埃已然足够。（4）对不同晶面走向的晶圆而言，氧化速率有异：通常在相同成长温度、条件、及时间下，｛111｝厚度^｛110｝厚度＞｛100｝厚度。（5）导电性佳的硅晶氧化速率较快。（6）适度加入氯化氢（HC1）氧化层质地较佳；但因容易腐蚀管路，已渐少用。（7）氧化层厚度的量测，可分破坏性与非破坏性两类。前者是在光阻定义阻绝下,泡入缓冲过的氢氟酸（BOE,BufferedOxideEtch,系HF与NH4F以1：6的比例混合而成的腐蚀剂）将显露出来的氧化层去除，露出不沾水的硅晶表瓯
8、，然后去掉光阻，利用表面深浅量测仪（surfaceprofileroralphastep）,得到有无氧化层Z高度差，即其厚
