晶圆制作工艺
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要想造个芯片,首先,你得画出来一个长这样的玩意儿给Foundry。
foundry是铸造厂的意思,是外包的晶圆制造公司。
再放大
imagecool!我们终于看到一个门电路啦。这是一个NAND Gate(与非门),大概是这样的。
imageA,B是输入,Y是输出。
其中蓝色的是金属1层,绿色是金属2层,紫色是金属3层,粉色是金属4层...
那么晶体管呢?注意,说的是晶体管,但是199X年以后,主要是mosfet
了,就是场效应管
了。
仔细看图,看到里面那些白色的点么?那是衬底。
还有一些绿色的边框?那些是active layer(也就是掺杂层)
foundry是怎么做的呢?
大体上可以分为以下几步。
首先搞到一块圆圆的硅晶圆,就是一大块晶体硅,然后打磨得很光滑,一般是圆的。
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湿洗,就是用各种化学试剂,保持硅晶圆表面没有杂质。
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光刻
用紫外线,透过蒙版,照射硅晶圆,被照射到的地方,就会容易被洗掉,没有被照射到的地方,就保持原来的样子。
- 离子注入
在硅晶圆,不同的位置,加入不同的杂质。
不同的杂质,根据浓度\位置的不同,就组成了场效应管。
4.1 蚀刻
干蚀刻:之前用光刻出来的形状,其实又很多不是我们需要的,而是为了离子注入而蚀刻的。
现在就要用【离子体】把他们清洗掉,或者是一些,在第一步光刻,先不需要刻出来的结构,这一步进行蚀刻。
湿蚀刻:进一步洗掉,但是用的是试剂,所以叫湿蚀刻。
上面的步骤做完之后,场效应管,就已经被做出来了。
但是以上步骤,一般都不止做一次,很可能需要反反复复地做,以达到要求。
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等离子冲洗,用较弱的等离子束,轰击整个芯片
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热处理,其中又分为
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快速热退火:就是瞬间把整个片子,通过大功率灯啥的,照到1200摄氏度以上,
然后慢慢冷却下来,为了让注入的离子,能更好地被启动、被热氧化。
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退火
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热氧化:制造二氧化硅,也就是场效应管的栅极(gate)
7 化学气相淀积(CVD):进一步精细处理表面的各种物质
8 物理气相淀积(PVD):类似,而且可以给敏感部件加coating
9 分子束外延(MBE):如果需要长单晶的话,就需要这个
10 电镀处理
11 化学/机械表面处理,然后芯片就差不多了,
12 晶圆测试
13 晶圆打磨
就可以出厂封装了。