制造芯片的硅晶體的原理和過程方法(編輯修改稿)
2025-01-19 15:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 硅片上制作數(shù)百個電路，需要非常精密的生產(chǎn)技術。芯片上的元件是用微米測量的，定位時的精密度為 12 毫米。芯片是在超凈化的工廠內(nèi)，使用由具有 專門技術的計算機控制的機器制 造的。在制造過程中需要用高倍 顯微鏡對芯片進行觀察。 制造芯 片時，將元件和電路連線置于硅 片的表面和內(nèi)部，形成 910 個不 同的層次。在真空中生成圓柱形 的純硅晶體，然后將其切成 毫米厚的圓片，將圓片的表面磨 得極其光滑。利用存儲在電子計 算機存儲器里的電路設計程序，為芯片的各層制造一組“光掩?！?，這種掩模是正方形的玻璃。用照相處理的辦法或電子流平板印刷技術將每一層的電路圖形印在每一塊玻璃掩模式上，因而玻璃僅有部分透光。當上述圓片被徹底清洗干凈后，再放入灼熱的氧化爐內(nèi)，使其表面生成二氧化硅薄絕緣層。然后再涂上一層軟的易感光的塑料（稱為光刻膠或光致 抗蝕劑）。將掩模放在圓片的上方，使紫外線照射在圓片上，使沒有掩模保護的光刻膠變硬。用酸腐蝕掉沒有曝光部分的光刻膠及其下面的二氧化硅薄層，裸露的硅區(qū)部分再做進一步處理。 用離子植入法將摻雜物摻入硅中構(gòu)成元件的 n 型和p型部分，在硅片上形成元件。 此時硅片上部是鋁連接層，兩層連接層之間被二氧化硅絕緣層隔開。鋁連接層由蒸發(fā)工藝生成， 有掩模確定它的走線。 當整個制造過程完成以后，使用電探針對每一個芯片進行檢驗。將不合格的產(chǎn)品淘汰， 其它產(chǎn)品進行封裝后在不同溫度及環(huán)境條件下的檢驗，最終成為出廠的芯片。 三 芯片的發(fā)展 1950~1960 年的空中競爭非常激烈。美國為了在飛船有限的空間內(nèi)做更多的事要求設備的體積小而再小，以便在很小的空間內(nèi)能裝更多的電子設備，從而發(fā)展芯片。許多生產(chǎn)者很快利用芯片體積小，消耗電流少的優(yōu)點，進一步生產(chǎn)了微型計算器和微型計算機。自從第一臺電子管計算機發(fā)明后，1974 年，三個美國科學家巴丁、肖克萊和布拉坦發(fā)明了晶體管。最早的晶體管是用鍺半導體制成的，后來才使用 硅半導體晶
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