半导体制造就像 “在指甲盖大小的硅片上盖超精密城市”,核心是把复杂电路 “刻” 进去,步骤通俗说有这些:
先做 “地基”——晶圆制作。从沙子里提纯出高纯度硅(纯度 99.9999999%),熔化成液体后拉成单晶硅棒,再切成 0.5-1 毫米厚的圆形薄片,打磨抛光成镜面一样的晶圆,这就是 “建筑用地”。
然后 “画图纸”——光刻。在晶圆表面涂一层感光胶,用带电路图案的 “模板”(掩膜版)盖住,紫外线照射后,图案就印在感光胶上,像给晶圆 “贴了层带镂空图案的贴纸”。
接着 “挖地基”——蚀刻。用化学药水或等离子体冲刷晶圆,把没被感光胶盖住的部分 “刻掉”,让电路图案凹下去,形成沟壑和台阶,类似 “按图纸挖渠道”。
之后 “铺管线”——掺杂与薄膜沉积。通过高温或离子注入,往硅里加入少量杂质(如硼、磷),改变局部导电性,做出晶体管的 “开关”;再用蒸发或溅射技术,在表面镀上金属(铜、铝)或绝缘膜,形成导线和绝缘层,就像 “铺电线和墙壁”。
重复以上步骤 ——多层叠加。复杂芯片要做几十层,每层都要光刻、蚀刻、镀膜,精准对齐,像 “盖多层高楼,每层管线要严丝合缝对接”。
最后 “分割打包”——切割与封装。把晶圆上密密麻麻的芯片单元切开,测试筛选出好的,再用塑料或陶瓷封装,引出引脚,就成了能直接用的芯片,像 “把建好的小区分成单个房子,装上门窗”。
整个过程要在超洁净车间(灰尘比手术室少千倍)里完成,精度达纳米级,比绣花还精细。
来源:厦门毅睿科技