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如果要解釋晶圓（wafer）的話，大家可以用樂(lè)高積木腦補(bǔ)一下，如果用積木比如成芯片的話，那上面一個(gè)個(gè)小的凸點(diǎn)就是晶圓（wafer）。在晶圓的基礎(chǔ)上添加基板和原子，這就是芯片的雛形。 在晶圓的原材料里面，有一種叫單晶（monocrystalline）的特殊晶體結(jié)構(gòu)，其特性是N個(gè)原子在上面緊密排列成一個(gè)平整的原子表層。可以說(shuō)，單晶是晶圓最常用的固體材料。要想生產(chǎn)這種材料，必須對(duì)原材料進(jìn)行純化和拉晶。 單晶的晶圓制造步驟 第一步是冶金純化，在2000°C的電弧熔爐中放入砂石原料，并在純化的過(guò)程中加入碳，使其氧化還原后把硅的純度提高至98%以上。然后還要將其與氯化氫進(jìn)行氯化反應(yīng)，然后再通過(guò)其他的工藝（如下圖），進(jìn)一步提純（純度提高到99.9999999999%），成為制作IC芯片所需的電子級(jí)硅。 
第二步就是拉晶，先融化前面純化好的晶硅，將成為液體狀態(tài)的硅與單晶的硅種（seed）接觸，邊旋轉(zhuǎn)邊緩慢將硅種拉起，就像做陶藝一樣，待離開液面的硅原子凝固后便完成了單晶硅柱了（硅種就是為了讓原子排列整齊的）。 而平常我們說(shuō)的8寸、12標(biāo)識(shí)，就是指拉晶后的晶柱，前面我們說(shuō)了，拉晶想做陶藝，所以拉晶的時(shí)候速度和溫度的控制直接影響著晶柱質(zhì)素。越大的尺寸對(duì)拉晶的溫度和速度的把控越嚴(yán)格，所以12寸的比8寸的晶圓要貴。
當(dāng)然，這么長(zhǎng)的硅柱是沒(méi)有辦法直接做成芯片的基板，那怎么辦？接下來(lái)就要切割，用鉆石刀橫向切成圓片，再經(jīng)過(guò)拋光后做出制作芯片所需要的硅晶圓。 通過(guò)純化和拉晶，芯片基板就大功告成了。下面就是芯片制作，這跟樂(lè)高積木一樣層層疊堆，進(jìn)而造出我們期許的IC芯片。 層層疊堆的芯片 IC芯片的制造，就是將設(shè)計(jì)好的電路疊堆組合起來(lái)的，這種制作方法可減少因?yàn)殡娐愤B接而造出的面積浪費(fèi)。具體參考下圖：
注：圖片來(lái)源網(wǎng)絡(luò) 從上面的IC電路立體圖可以直觀看出，IC芯片就像建房子一樣，層層疊堆。圖中紫色圓形的部分就是晶圓，不難看出，晶圓基板在芯片中的重要性是不言而喻的。 和其他樓層相比，IC電路的“建造”是十分復(fù)雜的。如果說(shuō)紅色部分是整個(gè)“大樓”的首層，也是整個(gè)IC電路中的邏輯閘層，這里掌握著較多的機(jī)動(dòng)性，作為整個(gè)IC電路的重要組成部分，這里能將多種邏輯閘結(jié)合在一起，組成功能各異的芯片。 而粉色部分則可以形容為樓頂，和一樓不同，這里不需要太復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，也沒(méi)有其他多余的功能。這里就是將晶圓和邏輯閘連接在一起，用以滿足多線路下的接駁需求。 芯片構(gòu)架逐步完成 在了解芯片（芯易網(wǎng)）的構(gòu)造后，制作的方法也就容易讀懂的了。和設(shè)計(jì)芯片一樣，制作IC也有一個(gè)形象的比如—油漆噴灌。一般的用油漆噴灌作圖的時(shí)候，需要把割出圖形的遮蓋板覆蓋在紙上，然后均勻噴上油漆。IC的制造方法也是一樣，由遮蓋的方法一層層疊堆上去。 制作IC的流程可分為四步（參考下圖），除了材料、工藝之外，目前行業(yè)內(nèi)大部分都采用這種流程。然而這個(gè)IC制作過(guò)程和油漆噴灌也有一點(diǎn)不同，就是制造IC是先涂料再蓋遮版，而噴漆作畫則是先蓋再噴。
以上流程完成后，就到了最后一步，將用晶圓做成的IC芯片剪下來(lái)；最后將剪下來(lái)的IC芯片送到封裝廠做封裝即可。 |
