芯片制造是一个集精密工艺与尖端科技于一体的复杂过程,主要包括以下核心步骤:首先是硅晶圆制备,从石英砂中提炼高纯度硅,熔铸成圆柱形硅棒后切片,制成表面光滑的硅晶圆,这是芯片的“基底”。接着进入光刻环节,在晶圆表面涂覆光刻胶,通过光刻机(如极紫外EUV光刻机)将芯片电路图投影到光刻胶上,形成电路图案的“蓝图”。随后是刻蚀,利用等离子体等技术,将光刻胶未覆盖的晶圆部分蚀刻掉,使电路图案永久固定在硅片上。下一步是掺杂,通过离子注入或热扩散,向硅片特定区域掺入磷、硼等杂质,改变半导体导电特性,形成晶体管的PN结。之后进行薄膜沉积,用化学气相沉积(CVD)等方法在晶圆表面生成氧化层、金属层等,作为绝缘或导电材料。金属化工艺则通过电镀、蚀刻等步骤,用铜或铝制作导线,连接数以亿计的晶体管,构建完整电路。最后经过切割、封装和测试,将晶圆分割成单个芯片,封装保护后检测性能,合格芯片方可出厂。整个过程需在超洁净环境中进行,涉及材料、精密机械、光学等多学科技术,被誉为“现代工业皇冠上的明珠”。

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