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(jì)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(lái)了解一下。

T218半導(dǎo)體芯片設(shè)計(jì)流程

T218半導(dǎo)體芯片制造流程

簡(jiǎn)單地說(shuō)，芯片的制造過(guò)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(cè)試與切割、核心封裝、等級(jí)測(cè)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(guò)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(jí)，下同。通過(guò)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(jí)硅（EGS），平均每一百萬(wàn)個(gè)硅原子中最多只有一個(gè)雜質(zhì)原子。此圖展示了是如何通過(guò)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(gè)硅片，也就是我們常說(shuō)的晶圓（Wafer）。順便說(shuō)，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(guò)拋光后變得幾乎完美無(wú)瑕，表面甚至可以當(dāng)鏡子。

6、光刻膠（Photo Resist）：圖中藍(lán)色部分就是在晶圓旋轉(zhuǎn)過(guò)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(guò)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(jī)械相機(jī)快門(mén)那一刻膠片的變化。掩模上印著預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路圖案，紫外線透過(guò)它照在光刻膠層上，就會(huì)形成微處理器的每一層電路圖案。

由此進(jìn)入50-200納米尺寸的晶體管級(jí)別。晶體管相當(dāng)于開(kāi)關(guān)，控制著電流的方向?，F(xiàn)在的晶體管已經(jīng)如此之小，一個(gè)針頭上就能放下大約3000萬(wàn)個(gè)。

8、溶解光刻膠：光刻過(guò)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(lái)的晶圓部分，而剩下的光刻膠保護(hù)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(jì)好的電路圖案。

再次光刻膠：再次澆上光刻膠（藍(lán)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(lái)保護(hù)不會(huì)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(guò)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(guò)電場(chǎng)加速后，注入的離子流的速度可以超過(guò)30萬(wàn)千米每小時(shí)。

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(shí)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(gè)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(huì)從正極（陽(yáng)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(gè)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(jí)別，六個(gè)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(lái)異常平滑，但事實(shí)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(lái)派的多層高速公路系統(tǒng)。

18、晶圓測(cè)試：內(nèi)核級(jí)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(cè)試，使用參考電路圖案和每一塊芯片進(jìn)行對(duì)比。

19、晶圓切片（Slicing）：晶圓級(jí)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(jí)別。測(cè)試過(guò)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(jìn)入下一步

21、封裝：封裝級(jí)別

芯片：這種在世界上最干凈的房間里制造出來(lái)的最復(fù)雜的產(chǎn)品實(shí)際上是經(jīng)過(guò)數(shù)百個(gè)步驟得來(lái)的。

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

等級(jí)測(cè)試：最后一次測(cè)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(jí)。

T218半導(dǎo)體芯片制造的設(shè)備

1、單晶爐：

德國(guó)PVA TePla AG公司、日本Ferrotec公司、美國(guó)QUANTUM DESIGN公司

2、氣相外延爐：

美國(guó)CVD Equipment公司、美國(guó)GT公司、法國(guó)Soitec公司

3、分子束外延系統(tǒng)：

法國(guó)Riber公司、美國(guó)Veeco公司、芬蘭DCA Instruments公司

4、氧化爐：

英國(guó)Thermco公司、德國(guó)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(guó)際電氣公司

6、等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相淀積系統(tǒng)：

美國(guó)Proto Flex公司、日本Tokki公司、日本島津公司

7、磁控濺射臺(tái)：

美國(guó)PVD公司、美國(guó)Vaportech公司、美國(guó)AMAT公司

8、化學(xué)機(jī)械拋光機(jī)：

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

9、光刻機(jī)：

荷蘭阿斯麥（ASML）公司、美國(guó)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(guó)NANOMASTER公司、新加坡REC公司

11、ICP等離子體刻蝕系統(tǒng)：

英國(guó)牛津儀器公司、美國(guó)Torr公司、美國(guó)Gatan公司

12、離子注入機(jī)：

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

13、探針測(cè)試臺(tái)：

德國(guó)Ingun公司、美國(guó)QA公司、美國(guó)MicroXact公司

14、晶片減薄機(jī)：

日本DISCO公司、德國(guó)G&N;公司、日本OKAMOTO公司

15、晶圓劃片機(jī)：

德國(guó)OEG公司、日本DISCO公司