通過控制遮光物的位置可以得到芯片的外形。在硅晶片涂上光致抗蝕劑,使得其遇紫外光就會溶解。
這時可以用上*一份遮光物,使得紫外光直射的部分被溶解,這溶解部分接著可用溶劑將其沖走。
這樣剩下的部分就與遮光物的形狀一樣了,而這效果正是我們所要的。這樣就得到我們所需要的二氧化硅層。
這個技術非常的復雜,也是非常關鍵的一個步驟,也是成本非常高的一個部分,可以說是制作芯片的核心技術之一,難度是非常大的。
完成這些之后,接下來就是離子注入,又叫蝕刻階段。
使用刻蝕機在裸露出的硅上刻蝕出N阱和P阱,并注入離子,形成PN結(邏輯閘門);然后通過化學和物理氣象沉淀做出上層金屬連接電路。
離子注入技術又是近30年來在國際上蓬勃發展和廣泛應用的一種材料表面改性技術。
其基本原理是:用能量為100keV量級的離子束入射到材料中去,離子束與材料中的原子或分子將發生一系列物理的和化學的相互作用,入射離子逐漸損失能量,最后停留在材料中,并引起材料表面成分、結構和性能發生變化,從而優化材料表面性能,或獲得某些新的優異性能。
此項技術由于其獨特而突出的優點,已經在半導體材料摻雜,金屬、陶瓷、高分子聚合物等的表面改性上獲得了極為廣泛的應用,取得了巨大的經濟效益和社會效益。
在完成離子注入之后,接下來就是清楚殘余光刻膠的步驟了。
此刻,單晶硅內部的一部分硅原子已經被替換了,這些被替換的就可以產生自由的電子和空穴,到這個步驟其實也已經差不多了。
最后就算絕緣層的處理,利用復雜的技術完成絕緣層,然后用光刻技術在絕緣層上開孔,以方便已導出電極。
然后在利用沉淀銅層,在濺射法的幫助下,在硅片的表面形成銅層的布置,在用光刻技術進行全方位的雕刻,形成一個個有用的原件。
這一個步驟會出現數以百億的集體管,然后在把這些晶體管連接起來,經過反反復復的工序和加工組,最終連通電路網絡。
然后每一層完成cmp磨平之后,在開始cu立體化布線,開發出大馬士革新的布線方式,鍍上阻擋金屬層之后,整體濺鍍cu摸,在利用cmp將布線之外的cu阻擋,完成布線。
這就是芯片的全過程,可謂是無比的困難,其工藝結晶是人類幾百年來全部的智慧,一片指甲蓋大小的芯片,其制造難道比核武器還要困難,實在是對精度的要求太高了。
完成芯片之后就是晶圓測試。
經過上面的幾道工藝之后,晶圓上會形成一個個格狀的晶粒。通過針測的方式對每個晶粒進行電氣特性檢測。
由于每個芯片的擁有的晶粒數量是非常龐大的,完成一次針測試是一個非常復雜的過程,這要求在生產的時候盡量是同等芯片規格的大批量生產,畢竟數量越大相對成本就會越低。
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