本文主要詳解T218半導(dǎo)體芯片制造，首先介紹了T218半導(dǎo)體芯片設(shè)計流程圖，其次介紹了T218半導(dǎo)體芯片制造流程，最后介紹了T218半導(dǎo)體芯片制造設(shè)備，具體的跟隨小編一起來了解一下。

T218半導(dǎo)體芯片設(shè)計流程

T218半導(dǎo)體芯片制造流程

簡單地說，芯片的制造過程可以分為沙子原料（石英）、硅錠、晶圓、光刻，蝕刻、離子注入、金屬沉積、金屬層、互連、晶圓測試與切割、核心封裝、等級測試、包裝等諸多步驟，而且每一步里邊又包含更多細(xì)致的過程。

1、沙子：硅是地殼內(nèi)第二豐富的元素，而脫氧后的沙子（尤其是石英）最多包含25％的硅元素，以二氧化硅（SiO2）的形式存在，這也是半導(dǎo)體制造產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。

2、硅熔煉：12英寸/300毫米晶圓級，下同。通過多步凈化得到可用于半導(dǎo)體制造質(zhì)量的硅，學(xué)名電子級硅（EGS），平均每一百萬個硅原子中最多只有一個雜質(zhì)原子。此圖展示了是如何通過硅凈化熔煉得到大晶體的，最后得到的就是硅錠

3、單晶硅錠：整體基本呈圓柱形，重約100千克，硅純度99.9999％。

4、硅錠切割：橫向切割成圓形的單個硅片，也就是我們常說的晶圓（Wafer）。順便說，這下知道為什么晶圓都是圓形的了吧？

5、晶圓：切割出的晶圓經(jīng)過拋光后變得幾乎完美無瑕，表面甚至可以當(dāng)鏡子。

6、光刻膠（Photo Resist）：圖中藍色部分就是在晶圓旋轉(zhuǎn)過程中澆上去的光刻膠液體，類似制作傳統(tǒng)膠片的那種。晶圓旋轉(zhuǎn)可以讓光刻膠鋪的非常薄、非常平。

7、光刻：光刻膠層隨后透過掩模（Mask）被曝光在紫外線（UV）之下，變得可溶，期間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類似按下機械相機快門那一刻膠片的變化。掩模上印著預(yù)先設(shè)計好的電路圖案，紫外線透過它照在光刻膠層上，就會形成微處理器的每一層電路圖案。

由此進入50-200納米尺寸的晶體管級別。晶體管相當(dāng)于開關(guān)，控制著電流的方向。現(xiàn)在的晶體管已經(jīng)如此之小，一個針頭上就能放下大約3000萬個。

8、溶解光刻膠：光刻過程中曝光在紫外線下的光刻膠被溶解掉，清除后留下的圖案和掩模上的一致。

9、蝕刻：使用化學(xué)物質(zhì)溶解掉暴露出來的晶圓部分，而剩下的光刻膠保護著不應(yīng)該蝕刻的部分。

10、清除光刻膠：蝕刻完成后，光刻膠的使命宣告完成，全部清除后就可以看到設(shè)計好的電路圖案。

再次光刻膠：再次澆上光刻膠（藍色部分），然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻膠還是用來保護不會離子注入的那部分材料。

11、離子注入（Ion Implantation）：在真空系統(tǒng)中，用經(jīng)過加速的、要摻雜的原子的離子照射（注入）固體材料，從而在被注入的區(qū)域形成特殊的注入層，并改變這些區(qū)域的硅的導(dǎo)電性。經(jīng)過電場加速后，注入的離子流的速度可以超過30萬千米每小時。

12、清除光刻膠：離子注入完成后，光刻膠也被清除，而注入?yún)^(qū)域（綠色部分）也已摻雜，注入了不同的原子。注意這時候的綠色和之前已經(jīng)有所不同。

13、晶體管就緒：至此，晶體管已經(jīng)基本完成。在絕緣材（品紅色）上蝕刻出三個孔洞，并填充銅，以便和其它晶體管互連。

14、電鍍：在晶圓上電鍍一層硫酸銅，將銅離子沉淀到晶體管上。銅離子會從正極（陽極）走向負(fù)極（陰極）。

15、銅層：電鍍完成后，銅離子沉積在晶圓表面，形成一個薄薄的銅層。

16、拋光：將多余的銅拋光掉，也就是磨光晶圓表面。

17、金屬層：晶體管級別，六個晶體管的組合，大約500納米。在不同晶體管之間形成復(fù)合互連金屬層，具體布局取決于相應(yīng)處理器所需要的不同功能性。芯片表面看起來異常平滑，但事實上可能包含20多層復(fù)雜的電路，放大之后可以看到極其復(fù)雜的電路網(wǎng)絡(luò)，形如未來派的多層高速公路系統(tǒng)。

18、晶圓測試：內(nèi)核級別，大約10毫米/0.5英寸。圖中是晶圓的局部，正在接受第一次功能性測試，使用參考電路圖案和每一塊芯片進行對比。

19、晶圓切片（Slicing）：晶圓級別，300毫米/12英寸。將晶圓切割成塊，每一塊就是芯片的內(nèi)核（Die）。咱們TO can封裝的跨阻放大器就是DIE的形式

20、丟棄瑕疵內(nèi)核：晶圓級別。測試過程中發(fā)現(xiàn)的有瑕疵的內(nèi)核被拋棄，留下完好的準(zhǔn)備進入下一步

21、封裝：封裝級別

芯片：這種在世界上最干凈的房間里制造出來的最復(fù)雜的產(chǎn)品實際上是經(jīng)過數(shù)百個步驟得來的。

前一段某單位大俠曬圖，說最潔凈的工作環(huán)境，抵抗霧霾的利器。招聘能與時俱進，佩服佩服。

等級測試：最后一次測試，可以鑒別出每一顆處理器的關(guān)鍵特性，比如最高頻率、功耗、發(fā)熱量等，并決定芯片的等級。

T218半導(dǎo)體芯片制造的設(shè)備

1、單晶爐：

德國PVA TePla AG公司、日本Ferrotec公司、美國QUANTUM DESIGN公司

2、氣相外延爐：

美國CVD Equipment公司、美國GT公司、法國Soitec公司

3、分子束外延系統(tǒng)：

法國Riber公司、美國Veeco公司、芬蘭DCA Instruments公司

4、氧化爐：

英國Thermco公司、德國Centrotherm thermalsolutions GmbH Co.KG公司

5、低壓化學(xué)氣相淀積系統(tǒng)：

日本日立國際電氣公司

6、等離子體增強化學(xué)氣相淀積系統(tǒng)：

美國Proto Flex公司、日本Tokki公司、日本島津公司

7、磁控濺射臺：

美國PVD公司、美國Vaportech公司、美國AMAT公司

8、化學(xué)機械拋光機：

美國Applied Materials公司、美國諾發(fā)系統(tǒng)公司、美國Rtec公司

9、光刻機：

荷蘭阿斯麥（ASML）公司、美國泛林半導(dǎo)體公司、日本尼康公司

10、反應(yīng)離子刻蝕系統(tǒng)：

日本Evatech公司、美國NANOMASTER公司、新加坡REC公司

11、ICP等離子體刻蝕系統(tǒng)：

英國牛津儀器公司、美國Torr公司、美國Gatan公司

12、離子注入機：

美國維利安半導(dǎo)體設(shè)備公司、美國CHA公司、美國AMAT公司

13、探針測試臺：

德國Ingun公司、美國QA公司、美國MicroXact公司

14、晶片減薄機：

日本DISCO公司、德國G&N;公司、日本OKAMOTO公司

15、晶圓劃片機：

德國OEG公司、日本DISCO公司