晶圓怎么制作成芯片? 晶圓與芯片的關(guān)系？
1.什么是芯片?
芯片是由N多個(gè)半導(dǎo)體器件組成，半導(dǎo)體一般有二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、小功率電阻、電感和電容等等。硅和鍺是常用的半導(dǎo)體材料，他們的特性及材質(zhì)是容易大量并且成本低廉使用于上述技術(shù)的材料。一個(gè)硅片中就是大量的半導(dǎo)體器件組成，當(dāng)然功能就是按需要將半導(dǎo)體組成電路而存在于硅片內(nèi)，封裝后就是IC了。
2.晶圓又是什么?
圓是指硅半導(dǎo)體積體電路制作所用的硅晶片，由于其形狀為圓形，故稱(chēng)為晶圓;在硅晶片上可加工制作成各種電路元件結(jié)構(gòu)，而成為有特定電性功能之IC產(chǎn)品。晶圓的原始材料是硅，而地殼表面有用之不竭的二氧化硅。二氧化硅礦石經(jīng)由電弧爐提煉，鹽酸氯化，并經(jīng)蒸餾后，制成了高純度的多晶硅，其純度高達(dá)0.99999999999.晶圓制造廠再將此多晶硅融解，再于融液內(nèi)摻入一小粒的硅晶體晶種，然后將其慢慢拉出，以形成圓柱狀的單晶硅晶棒，由于硅晶棒是由一顆小晶粒在熔融態(tài)的硅原料中逐漸生成，此過(guò)程稱(chēng)為“長(zhǎng)晶”。硅晶棒再經(jīng)過(guò)研磨，拋光，切片后，即成為積體電路工廠的基本原料——硅晶圓片，這就是“晶圓”。
3.晶圓生產(chǎn)廠家有哪些?
全球硅片生產(chǎn)商包括日本信越、日本勝高、臺(tái)灣環(huán)球晶圓、德國(guó)世創(chuàng)、韓國(guó)LG等。有個(gè)好消息就是，國(guó)內(nèi)硅片項(xiàng)目也有很多，包括上海新昇、重慶超硅、寧夏銀和、鄭州合晶等。生產(chǎn)晶圓工藝并不復(fù)雜，并不存在什么技術(shù)壁壘。
4.什么叫晶圓代工呢?
晶圓上面啥東西都沒(méi)有，所以就要將一大片晶圓切成許多芯片。晶圓代工就是向?qū)I(yè)的集成電路設(shè)計(jì)公司或者電子廠商提供制造服務(wù)。全球知名的晶圓代工有臺(tái)積電、格羅方德、聯(lián)電、三星、中芯、高塔半導(dǎo)體等。在今日世界第二大晶圓代工廠成都基地將在12月試生產(chǎn)。華為海思就是由臺(tái)積電代工。臺(tái)積電(臺(tái)灣)包攬世界近六成晶圓代工業(yè)務(wù)，美國(guó)生產(chǎn)芯片也要找他。
5.晶圓與芯片之間的關(guān)系是什么
芯片，又稱(chēng)微電路，就是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱(chēng)，指內(nèi)含集成電路的硅片，體積小，常常是計(jì)算機(jī)或其他電子設(shè)備的一部分。晶圓是指硅半導(dǎo)體集成電路制作所用的硅晶片，因?yàn)橥庑螢閳A形，所以稱(chēng)為晶圓。 硅片經(jīng)過(guò)加工，形成了晶圓，然后經(jīng)過(guò)包裝，形成了芯片。
6.晶圓制作成芯片的工藝步驟
無(wú)論多尖端的芯片制造，包括蘋(píng)果A12和華為麒麟980.其制造方法都可概括為四種基本工藝，即 " 圖形化工藝 "，" 薄膜工藝 "，" 摻雜工藝 " 及 " 熱處理工藝 "。
a.芯片制作流程之圖形化工藝
圖形化工藝，就是在晶圓內(nèi)和表面層建立圖形的一系列加工工藝，結(jié)合上文關(guān)于器件設(shè)計(jì)的說(shuō)法，圖形化工藝本質(zhì)上就是為 " 地基 " ( 晶圓 ) 上 " 挖坑 " ( 刻蝕 ) ，為各類(lèi) " 建筑 " ( 器件 ) 劃定 " 占地 "(尺寸和位置)的工藝。這一工藝由于決定了器件的關(guān)鍵——尺寸 ( 也就是我們常說(shuō)的 xx 納米芯片 ) 而成為了芯片制造最關(guān)鍵的工藝。圖形化工藝的關(guān)鍵詞是 " 按圖雕刻 "。我們常聽(tīng)到的掩膜、光刻等均屬這一基本工藝范疇。
b.芯片制作流程之薄膜工藝
懂英文的朋友可以從這個(gè)公義的英文名看得更形象，這個(gè)工藝的核心內(nèi)容就是增層。這個(gè)工藝不難理解，芯片制造本身就是 " 建筑 "，那么在劃定了一片土地的情況下，蓋樓肯定要比蓋平房更劃算，" 建筑 " 的功能也更強(qiáng)。就如一棟樓房可以利用不同的樓層實(shí)現(xiàn)不同功能分區(qū)及擴(kuò)展使用空間一樣，薄膜工藝可以為芯片這一 " 建筑 " 增加分層并為各層提供用于導(dǎo)電、隔離、進(jìn)一步圖形化等用途的薄膜。薄膜工藝的關(guān)鍵詞是 " 按需增層 "。我們?？吹降恼翦?、濺射、CVD/PCD、電鍍等工藝均屬此類(lèi)。
c.芯片制作流程之摻雜工藝
一幢建筑，在我們劃定土地，建設(shè)房屋的過(guò)程中，還需要各類(lèi)配套的管道、并安裝水電控制設(shè)備及各類(lèi)功能設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能。而在集成電路中，我們依靠的則是各類(lèi)器件，這些器件并不能僅靠 " 鋼筋水泥 " ( 晶圓及薄膜 ) 來(lái)實(shí)現(xiàn)，而需要向其中內(nèi)置一些 " 控制單元 "。這就是摻雜工藝，通過(guò)在晶圓表層內(nèi)建立富含電子(N 型載流子)或空穴(P 型載流子)的區(qū)域以形成 PN 結(jié)——說(shuō)人話就是通過(guò)往 " 建筑 " ( 芯片 ) 中增加控制設(shè)備 ( 摻雜材料 ) 來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑完整功能的工藝，關(guān)鍵詞是 " 控制 "。離子注入、熱擴(kuò)散、固態(tài)擴(kuò)散等工藝屬于此類(lèi)。
d.芯片制作流程之熱處理工藝
在房屋建筑過(guò)程中，總會(huì)有各種材料在增添之后需要烘、冷、晾的工序，這些工序的核心目的就是讓這些增添材料盡快穩(wěn)定下來(lái)，比如晾干各類(lèi)膠，使其粘合的東西在后續(xù)的使用中不至于掉落等。這類(lèi)工藝本質(zhì)上是對(duì)材料進(jìn)行加熱或冷卻以達(dá)到特定結(jié)果，在晶圓制造中被稱(chēng)為熱處理工藝，其關(guān)鍵詞是 " 達(dá)到穩(wěn)定 "。
