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,今天我们在这抛砖引玉。 整个制造分 5道程序,分别是芯片设计;晶片制作;硬模准备;包装;测试。而其中最复杂的就是晶片制作这道程序,所以下面主要讲这一点: 1.晶片制作: SiO2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)---这便是常用的拉晶法。 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 (impurity dopant) 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,需予以机械加工修边,然后以 X光绕射法,定出主切面 (primary flat) 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 (chemical etching) 与拋光 (polishing) 等程序,得出具表面粗糙度在 0.3微米以下拋光面之晶圆。(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「钻石结构」(diamond-structure),系由两组面心结构 (FCC),相距 (1/4,1/4,1/4) 晶格常数 (lattice constant;即立方晶格边长) 叠合而成。我们依米勒指针法 (Miller index),可定义出诸如 :{100}、{111}、{110} 等晶面。所以晶圆也因之有 {100}、{111}、{110}等之分野。有关常用硅晶圆之切边方向等信息,请参考图 2-2。 现今半导体业所使用之硅晶圆,大多以 {100} 硅晶圆为主。其可依导电杂质之种类,再分为 p型 (周期表 III族) 与 n型 (周期表 V族)。由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 (secondary flat) 来分辨。该次切面与主切面垂直,p型晶圆有之,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之。)事实上,硅晶的自然断裂面是{111},所以虽然得到矩形的碎芯片,但断裂面却不与{...