① 什麼是晶元,是什麼形狀最好是有圖片給我看下,謝謝!
晶元(Wafer),是生產集成電路所用的載體,多指單晶硅圓片。
單晶硅圓片由普通硅砂拉制提煉,經過溶解、提純、蒸餾一系列措施製成單晶
晶元硅棒,單晶硅棒經過拋光、切片之後,就成為了晶元。
② 光刻機怎麼製作(最好提供圖文)
第一步:製作光刻掩膜版(Mask Reticle)
晶元設計師將CPU的功能、結構設計圖繪制完畢之後,就可將這張包含了功能模塊、電路系統等物理結構的「地圖」繪制在「印刷母板」上,供批量生產了。這一步驟就是製作光刻掩膜版。
光刻掩膜版:(又稱光罩,簡稱掩膜版),是微納加工技術常用的光刻工藝所使用的圖形母版。由不透明的遮光薄膜在透明基板上形成掩膜圖形結構,再通過曝光過程將圖形信息轉移到產品基片上。(*網路)
將設計好的半導體電路」地圖「繪制在由玻璃、石英基片、鉻層和光刻膠等構成的掩膜版上
光刻掩膜版的立體切片示意圖
第二步:晶圓覆膜准備
從砂子到硅碇再到晶圓的製作過程點此查閱,這里不再贅述。將准備好的晶圓(Wafer)扔進光刻機之前,一般通過高溫加熱方式使其表面產生氧化膜,如使用二氧化硅(覆化)作為光導纖維,便於後續的光刻流程:
第三步:在晶圓上「光刻」電路流程
使用阿斯麥的「大殺器」,將紫外(或極紫外)光通過蔡司的鏡片,照在前面准備好的集成電路掩膜版上,將設計師繪制好的「電路圖」曝光(光刻)在晶圓上。(見動圖):
上述動圖的工作切片層級關系如下:
光刻機照射到部分的光阻會發生相應變化,一般使用顯影液將曝光部分祛除
而被光阻覆蓋部分以外的氧化膜,則需要通過與氣體反應祛除
通過上述顯影液、特殊氣體祛除無用光阻之後,通過在晶圓表面注入離子激活晶體管使之工作,進而完成半導體元件的全部建設。
做到這里可不算大功告成,這僅僅是錯綜復雜的集成電路大廈中,普通的一層「樓」而已。完整的集成電路系統中包含多層結構,晶體管、絕緣層、布線層等等:
搭建迷宮大廈一般的復雜集成電路,需要多層結構
因此,在完成一層光刻流程之後,需要把這一階段製作好的晶圓用絕緣膜覆蓋,然後重新塗上光阻,燒制下一層電路結構:
多次重復上述操作之後,晶元的多層結構搭建完畢(下圖):
如果上圖看的不太明白,可以看看Intel的CPU晶元結構堆棧圖:
當然,我們可以通過高倍顯微鏡來觀察光刻機「燒制」多層晶圓的堆疊情況:
第四步:切蛋糕(晶圓切割)
使用光刻機燒制完畢的晶圓,包含多個晶元(Die),通過一系列檢測之後,將健康的個體們切割出來:
從晶圓上將一個個「小方塊」(晶元)切割出來
第五步:晶元封裝
將切割後的晶元焊
③ 晶元內部電路圖該怎麼看啊
1. 濕洗 (用各種試劑保持硅晶圓表面沒有雜質)
2. 光刻 (用紫外線透過蒙版照射硅晶圓, 被照到的地方就會容易被洗掉, 沒被照到的地方就保持原樣. 於是就可以在硅晶圓上面刻出想要的圖案. 注意, 此時還沒有加入雜質, 依然是一個硅晶圓. )
3. 離子注入 (在硅晶圓不同的位置加入不同的雜質, 不同雜質根據濃度/位置的不同就組成了場效應管.)
4.1干蝕刻 (之前用光刻出來的形狀有許多其實不是我們需要的,而是為了離子注入而蝕刻的. 現在就要用等離子體把他們洗掉, 或者是一些第一步光刻先不需要刻出來的結構, 這一步進行蝕刻).
4.2濕蝕刻 (進一步洗掉, 但是用的是試劑, 所以叫濕蝕刻).
--- 以上步驟完成後, 場效應管就已經被做出來啦~ 但是以上步驟一般都不止做一次, 很可能需要反反復復的做, 以達到要求. ---
5 等離子沖洗 (用較弱的等離子束轟擊整個晶元)
6 熱處理, 其中又分為:
6.1 快速熱退火 (就是瞬間把整個片子通過大功率燈啥的照到1200攝氏度以上, 然後慢慢地冷卻下來, 為了使得注入的離子能更好的被啟動以及熱氧化)
6.2 退火
6.3 熱氧化 (製造出二氧化硅, 也即場效應管的柵極(gate) )
7 化學氣相淀積(CVD), 進一步精細處理表面的各種物質
8 物理氣相淀積 (PVD), 類似, 而且可以給敏感部件加coating
9 分子束外延 (MBE) 如果需要長單晶的話就需要這個..
10 電鍍處理
11 化學/機械 表面處理
然後晶元就差不多了, 接下來還要:
12 晶圓測試
13 晶圓打磨
就可以出廠封裝了,穎展電子元器件上有具體說明。
④ 電路板圖基本知識有什麼eimkt
集成電路的設計流程如圖
集成電路版圖設計就是指將電路圖或電路描述語言映射到物理描述層面,從而可以將設計好的電路映射到晶圓上生產。
版圖是包含了集成電路的器件類型,器件尺寸,器件之間的相對位置以及各個器件之間的連接關系等相關物理信息的圖形,這些圖形由位於不同圖層上的圖形構成。
版圖工程師的職責是:晶元物理結構分析,邏輯分析,建立後端設計流程,版圖布局布線,版圖物理驗證,聯絡代工廠提交生產數據。