纯手工 制造 CPU 详细 过程.doc

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1、纯手工制造CPU详细过程看了上面的牛人纯手工制造CPU,你会不会觉得原來制造CPU也不过如此，但你仔细浏览完下面的文章，你应该会对之前的想法有所改观：众所周知，CPU是计算机的心脏，是完成各种运算和控制的核心，也是决定计算机性能的最重要的部件。在任何电子设备上都可以找到微芯片的身影，不过也有人不屑一顾，认为处理器这东西没什么技术含量，不过是一堆沙子的聚合而匕。是么？Intel就公布了人量图文资料，详细展示了从沙子到芯片的全过程，简单与否一看便知。简单地说，处理器的制造过程可以人致分为沙子原料（石英）、硅锭、晶圆、光刻（平版印刷）、蚀刻、离子注入、金属沉积、

2、金属层、互连、晶圆测试与切割、核心封装、等级测试、包装上市等诸多步骤，而且每一步里边又包含更多细致的过程。下边就图文结合，一步一步看看:CPU制造：第一阶段图文肓播:沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤其是石英)最多包含25%的硅元素，以二氧化硅(Si02)的形式存在，这也是半导体制造产业的基础。J(intel)泡泡网PCPOP.COM硅熔炼：12英寸/：300烹米晶圆级，下同。通过多步净化得到可用于半导体制造质量的硅，学名电子级硅(EGS),平均每一百力个硅原子屮最多只有一个杂质原子。此图展示了是如何通过硅净化熔炼得到人晶体的，最后得到的就

3、是硅锭(Ingot)。单晶硅锭:整体基本呈圆柱形,重约100千克,硅纯度99.9999%。第-•阶段合影步骤图CPC制造：第二阶段图文肓播:硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说的晶圆(Wafer)。顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形的了吧？晶圆：切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面其至可以当镜子。事实上，Intel自己并不生产这种晶圆，而是从第三方半导体企业那里直接购买成品，然后利用白、的生产线进一•步加工，比如现在主流的45nmHKMG（高K金属栅极）。值得一提的是,Intel公司创立之初使用的晶圆尺寸只有2英寸/50亳米。第二阶段

4、合影步骤图CPU制造：第二阶段图文肓播:光刻胶(PhotoResist)：图小蓝色部分就是在晶圆旋转过程小浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平。光刻一：光刻胶层随后透过掩模(Mask)被曝光在紫外线(UV)之下，变得可溶，期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一-刻胶片的变化。掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上，就会形成微处理器的每一层电路图案。一般來说，在晶圆上得到的电路图案是掩模上图案的四分之一。泡泡网PCPORCOM光刻二：由此进入50-200纳米尺寸的晶体管级别。一•块晶圆上可

5、以切割岀数百个处理器，不过从这里开始把视野缩小到其屮一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当于开关，控制着电流的方向。现在的晶体管已经如此之小，一个针头上就能放下大约3000Jj个。第三阶段合彫步骤图CPU制造：第四阶段图文口•播:溶解光刻胶：光刻过程小曝光在紫外线下的光刻胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。蚀刻：使用化学物质溶解掉暴露出來的晶圆部分，而剩下的光刻胶保护着不应该蚀刻的部分。(intel)泡泡网PCPOP.COM清除光刻胶：蚀刻完成后，光刻胶的使命宣告完成，全部清除后就可以看到设计好的电路图案。第四阶段合影步骤图CPU制造：第讥阶

6、段图文玄播：光刻胶：再次浇上光刻胶（蓝色部分），然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护不会离子注入的那部分材料。离子注入(IonImplantation)：在真空系统屮，用经过加速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过30力千米每小时。intei)泡泡网PCPOP.COM清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也被清除，而注入区域（绿色部分）也已掺杂，注入了不同的原子。注意这时候的绿色和之前已经有所不同。第直阶段合影步骤图CPU制造：第六

7、阶段图文玄播：晶体管就绪：至此，晶体管匕经基木完成。在绝缘材（品红色）上蚀刻出三个孔洞，并填充铜，以便和其它晶体管互连。电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀到晶体管上。铜离子会从正极（阳极）走向负极（阴极）。铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形成一个薄薄的铜层。(intel)泡泡网PCPOP.COM第六阶段合影步骤图CPU制造：第七阶段图文肓播:抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表血。(intep泡泡网PCPOP.COM金属层：晶体管级别，六个晶体管的组合，人约500纳米。在不同晶体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的

8、不同功能性。芯片表血看起來异常平滑，但事实上可能包含20多层复杂的