飄天文學 > 芯片的戰爭 >第188章 點亮自主芯
    s前小半部分主要講芯片製造過程。所以介意的人可以咕咕畢竟大家掙錢都不容易後面大部分則是芯片被製造出來之後餘子賢等人成就感。本來芯片製造不想寫這麼詳細,但是作爲一本寫芯片工業的書,不寫總感覺缺了點什麼,所以應該不能算水狗頭保命以後製造部分就不這麼寫了。

    芯片的製造過程,可以看成是硅從沙子到芯片的的旅程。

    因爲芯片的原料是硅,也就是類似砂子的材質。

    半導體原材料粗硅的純度是98,但是芯片對硅晶圓純度的要求卻高達999999999也就是雜質的比重不能超過十億分之一。

    作爲比較,我們常說的萬足金9999黃金純度也“才只有”9999。

    將石英砂轉化成粗硅,並“提煉”成高純度多晶硅,然後在融熔態的多晶硅中放入晶種,旋轉拉出圓柱形的單晶硅棒原理和的變大的過程沒有什麼本質的區別,只是工藝控制天差地別。

    晶胚再經過研磨、拋光、切片等程序,切割成一片一片薄薄的晶圓。而切割出來的晶圓直徑則決定了這些晶圓需要應用與之匹配的晶圓廠去。一般我們說的幾寸的晶圓廠,就指的是硅晶圓的直徑。

    晶圓面積越大,在製造同一工藝標準的芯片時,可以切出越多的芯片,也就代表著這座晶圓廠的技術約好。

    而目前晶圓尺寸已經經過了2英寸50到3英寸76、4英寸101,通常稱爲100晶圓、6英寸150的技術發展,甚至8英寸200的技術也在實驗室條件下實現工藝貫通。

    1991年的當前,已經實現商業化生產的當屬6英寸晶圓1989年開始商業化,而更爲先進的8英寸工藝還在實驗室,按照歷史發展,要到明年纔會投入商業生產運行。

    目前香積電的4英寸晶圓工藝,是發展於八十年代初的工藝,此時已經有些落後。但是,在餘子賢的能力範圍之內,這是能夠搞到的最先進的工藝了。

    與“大晶圓”不同,晶體管與導線的尺寸縮小也就是線寬則是越小越好,也就是俗稱的“小線程”。隨着芯片技術的進步,電路線寬越來越小,直達微米以下納米級數。

    “大晶圓”和“小線程”這兩種方式都可以在一片晶圓上,製作出更多的硅晶粒,提高品質與降低成本。

    是不是感覺很複雜但到這一步,還不夠刻印半個電路

    不過,像香積電這樣的芯片製造廠,只需要負責“小線程”就行了。因爲“大晶圓”一般直接由曰本信越、美國應用材料等公司直接壟斷供應。

    你只需要按照自己生產線對應的晶圓尺寸想這些晶圓材料供應廠家下單就行了,他們會送貨上門。

    取得晶圓之後,在它上面鍍一層導電薄膜,再塗布一層感光劑。然後,將電路底片放在上面,並進行曝光,電路部分進行顯影反應。隨後,用化學試劑沖掉沒有反應的感光層,便能夠在晶圓導電薄膜蝕刻出一條條電路。

    電路底片,業內稱爲掩模板俗稱光罩;當然,芯片電路複雜,可能包含數以千萬計的晶體管,即使把掩模板造成一張桌子那麼大,再縮影到小小的芯片上,單單一個掩模板也亦未必能一次投影好。因此,加工過程中要將電路設計分成多個掩模板,重複上面的流程,直至蝕刻完成爲止。

    而這光刻程序中其中用到合成甲酚醛樹脂、合成感光層劑、配膠等等都是光刻膠的三大成分。

    光刻完成之後就是離子注入。在硅晶圓製造過程中不同位置加入不同的雜質,不同雜質根據濃度位置的不同就組成了場效應管芯片的最小單元晶體管邏輯處理器芯片就是幾百萬、幾千萬甚至上億個這樣的多層晶體管像建樓房一樣有組織的疊放起來組成的。

    當然在光刻過程中形成的形狀,也會有許多其實不是我們需要的,而是爲了離子注入而蝕刻的。蝕刻就要用等離子體把他們洗掉,或者是一些第一步光刻先不需要刻出來的結構,這一步進行蝕刻。

    可是完成之後,就需要多芯片就行清洗,當然不是用水或者什麼東西清洗,而是等離子沖洗用較弱的等離子束轟擊整個芯片這就是等離子沖洗工序。

    之後就是熱處理。通過快速熱退火就是瞬間把整個片子通過大功率燈啥的照到1200攝氏度以上,然後慢慢地冷卻下來,爲了使得注入的離子能更好的被啓動以及熱氧化、熱氧化製造出二氧化硅,也即場效應管的柵極門等完成晶體管的固化。

    接着通過化學氣相澱積cvd進一步精細處理表面的各種物質、物理氣相澱積vd等工序給敏感部件加塗層。

    最後再經過電鍍處理、化學機械錶面處理、裸晶或者晶粒測試、晶圓打磨分割就可以出廠封裝了。

    整個芯片製造過程中,光刻工序是時間和成本佔比超過30的最關鍵流程。

    香積電巨大的潔淨廠房生產區域內,各分區人員各司其職,緊張的盯着自己設備的操作界面和監控界面。

    此時,經過十多天的生產,第一批芯片的生產也已經接近尾聲了已經開始進行晶圓裸晶或者晶粒的測試了。

    晶圓的半導體測試工藝屬於半導體產業的關鍵領域,半導體測試包括bsp;robe電路探測測試,c測試也稱晶圓測試afer&,是半導體器件後道封裝測試的第一步,目的是將晶圓中的不良芯片挑選出來。

    通常,在晶圓測試步驟中,就需要對所述芯片進行電性測試,以確保在封裝之前,晶圓上的芯片是合格產品,所以晶圓測試是芯片生產良率統計的關鍵數據之一。

    在晶圓測試分區,餘子賢和曹飛,鹿島智樹、包括李斯特等人都在焦急的等待着第一片晶圓上合格芯片的數據統計。

    而在檢測臺上,蔡俊傑親自操刀,逐一測試晶圓上的每一粒裸晶的特性

    餘子賢都有點急不可耐了這都一個多小時了,怎麼一片晶圓還沒有測試完成

    4英寸晶圓的直徑按100毫米算,一片芯片面積按100平方毫米計算,那麼一片晶圓可製造出的芯片也不超過80塊。當然如果這是按照3微米工藝製程的6502xj91來計算的,如果按照下一步即將試產的工藝製程更爲先進的12微米工藝製程芯片來計算,每一塊芯片上的晶體管更多,但是芯片的面積卻越小所以刻蝕得到的裸晶會更多。

    所以,按理說這不到80塊的晶粒檢測也用不了這麼長時間啊別出什麼意外啊不會是沒有一塊合格的吧

    餘子賢等的時間越長,心裏者越沒底。可是在這關鍵的時刻,餘子賢也不管貿然打斷蔡俊傑的工作


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