3D动画揭秘芯片完整的制造流程和制造工艺

造芯片为什么比造原子弹还困难？看完视频你就明白了。想要制造芯片，首先需要制造的就是晶源。将沙子在1800°左右的高温下融化，经过晶链去杂质后放入硼，硼可以改变晶元导电性。然后继续加热，并向液态硅中放入紫晶，当紫晶与高温的液态硅接触时，液态硅表面的温度会瞬间下降，当不断旋转上拉时，液态硅就会粘在紫晶身上并不断凝固，最终就能得到一根高纯度的规定了。接着将规定切割成一块块厚度小于1mm的晶圆，切割后的晶圆表面并不平整，还需要进行打磨、抛光等一系列工序，之后就得到一块极其平整的硅晶元了。由于晶圆非常娇贵，为了避免污染，还需要加上一层氧化膜，这就需要进行氧化，这是氧化设备，晶片每25张装在一个盒子内，然后自动导轨将晶片送入氧化设备内，机械臂会将晶片放入相应的位置上。接着开始进行氧化收。先需要向设备内部注入氧气，周围线圈会不停的释放热量，达到一定温度，氧原子就会与晶圆表面进行反应，形成一层绝缘的二氧化硅。接下来就是光刻了，这也是芯片制造最难的步骤。光刻之前需要进行涂胶，首先将制造好的硅晶元转移到涂胶设备上，借助机器旋转的离心力，在晶圆上均匀的涂上一层光刻胶。涂胶完成后，接下来就是光刻环节了。这是一台EUV光刻机，是人类制造的最精密复杂的机器之一。光刻机使用的是极子外光，此外光通过多个镜头反射后会逐渐缩小，接着光线通过光眼膜照射到底部晶圆的光刻胶上。光眼膜跟这个喷焊字的东西原理一样，上面刻有集成电路图形，当光线穿过光眼膜时，就会将光眼膜上的电路图形雕刻到光刻胶上，在光的照射下，光刻胶上的化学物质开始发生反应，见光的地方光刻胶会变成可溶解状态。接下来要做的就是显影时。这将晶元浸泡在显影溶液中，可溶解状态的光刻胶就会被冲洗掉，而不见光的光刻胶部分则留了下来。但是通过显影电路图还只是停留在光刻胶层面。怎么将电路雕刻在晶片上面呢？这就要用到刻室。最常用的刻石是干法刻室，这是一台石刻机，将弦影处理后的晶片放入进去，接着将四氟化碳和氧气一等离子体的形式放入十刻剂内部，等离子体会与晶片表面发生化学反应，而有光刻胶的地方则不会发生反应。这样一来，眼膜上的图形就被雕刻到芯片上了。但是芯雕刻的地方氧化膜被蚀刻掉了，怎么办呢？这就要用到芯片沉积技术了。首先将氢原转移到沉积设备上，然后通入四氢化硅气体，并施加等离子体控制反应气压和温度，这样氢原子就会自动脱离，只留下硅原子沉积下来，通过反应后就能生成一层保护规模了。另外，为了提高芯片的电学性质，还需要进行离子注入。用高能量的电场将离子加速后直接打入晶元内部，离子注入就完成了。到目前为止，我们已经在晶圆上盖了很多房子，怎么将他们连通呢？这就要进行金属填充，而芯片有上百亿这样的房子需要连通内部宛如一座超大型城市。真实的芯片制造远远比这复杂很多倍，有着非常多的工艺，所有工艺都是在纳米级别进行操作，这些工艺交叉重复完成，最终制造出整个晶圆，然后将晶元切割成一个个小芯片，接着进行封装测试，测试通过芯片就能安装在电子产品上使用了。

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