处理器芯片如何制作？

深知自己不讨喜 · 发表于 2018-12-13 16:19

处理器芯片如何制作？

把心掏空狠狠爱 · 发表于 2018-12-13 16:19

图不是很清晰易懂，太难找了，不过后文会尽量交代清楚。
我们先要明确的是芯片从晶圆上切割而来，制造晶圆需要晶棒（硅碇），制作晶棒的材料是硅。
将采集的精度硅原料在高温下整形，通过旋转拉伸的方式得到一个圆柱状的硅碇，接着经历切边、圆边、研磨、抛光、抛光、包装等多道工序，形成符合要求的晶棒。

接着要生产晶圆，即把晶棒切成片。切片越薄，越省材料，就可以得到更多处理器芯片。之后要在切片上掺入一些物质使之成为半导体材料，而后再在上面刻划各种代表逻辑功能的晶体管电路。还要在切好的晶圆上制作电路和电子元件。
第三步是晶圆镀膜，通常的工艺是将每一个切片放入高温炉中加热，通过控制加温时间使得切片表面生成一层二氧化硅膜。
第四步是晶圆的显影和蚀刻。在晶硅片上涂上光致抗蚀剂抗实际（由感光树脂、增感剂（见光谱增感染料）和溶剂三种主要成分组成的对光敏感的混合液体。感光树脂经光照后，在曝光区能很快地发生光固化反应，使得这种材料的物理性能，特别是溶解性、亲合性等发生明显变化），使其遇紫外线溶解，用上第一份具有一定形状的遮光物，使得紫外线直射的部分被溶解，冲走溶解的部分，剩下的部分就和遮光物形状一致，得到我们想要的效果，就是我们需要的二氧化硅层。
同样的方法，在刚制好的二氧化硅层上制造多晶硅层，再进行涂光致抗蚀剂——放遮光物——溶解等操作，又制成一个多晶硅层。
第五步是掺杂。在晶圆上植入离子，也就是在上面加入其他化学材料，生成相应的P、N类半导体。具体流程是：从硅片上已经暴露的区域开始，倒入化学离子混合液。这一工艺将改变掺杂区的导电方式，使每个晶体管可以通，断，或携带数据，重复此工艺多次，以制成该CPU的多层。
加入一个二氧化硅层，然后光刻一次，重复这些步骤，就会出现一个多层立体架构，这就是处理器的雏形了。
经过这么多工序，在晶圆上形成了了一个个小小的格子，即晶粒。用针测仪检测每个晶粒的电气特征，并将不合格的晶粒标上记号。

然后就是切割封装了。把一粒粒晶粒切出来，按电气特征分类装入托盘，不合格的扔掉。将单个晶粒固定在塑胶或陶瓷制的芯片基座上。并把晶粒上蚀刻出的一些引接线与基座底部的插脚链接，作为与外界电路板连接用，最后盖上塑胶盖板，用胶水封死，以保护晶粒免受伤害，再进行一层塑料封装就能制程一块集成电路芯片。
第八步是测试，分为一般和特殊测试，特殊测试是根据客户需求的技术参数从相近参数规格、品种中拿出部分芯片，做针对性的测试，看能否满足客户特殊需求，以决定是否为客户专门设计芯片。一般测试是将其至于各种环境进行电气特征测试，如消耗功率，运行速度，耐压度等。
测试合格产品贴上各种标签就可以包装出厂了，未通过测试的则视其参数情况定为降级品或废品。

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