打开APP
userphoto
未登录

开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服

开通VIP
做芯片的第一步是搞来硅,纯硅。


被人掐脖子的滋味不好受,而我们向来有不屈不挠的精神。什么?美国限制芯片?那自己干吧。
要制造芯片,第一步是搞来纯硅。
然后做成硅棒,再切成片,把电路印刷上去,安装好插脚。就齐活了。电路设计是别人的事,咱就负责把芯片造出来。
硅在地壳中是第二多的元素,但它是由多种化合物组成,主要有不纯的二氧化硅和硅酸盐(Si+O+另外元素),在自然中没有单纯的硅元素。制造半导体器件所用的单晶硅是一种人造材料。
提纯过程
如前所述,硅是一种人造材料。在硅的制造过程中必须从硅的化合物中分离出硅,并从分离后的硅中进一步提纯硅。
低品质的二氧化硅首先在电炉里与碳一起加热,通过碳对不纯的二氧化硅进行还原(减少二氧化硅),得到不纯的元素硅。
经过氯化处理后形成一种氯化物,如四氯化硅(SiCl4)或三氯氢硅(SiHCl3),这两种化合物在室温下是液体。事实证明液化过程是行之有效的方法。鉴于固体提纯的困难性,许多提纯的标准工艺都是利用液体来提纯的。
通过多重蒸馏和其他液体提纯之后可得到超纯度的SiCl4或SiHCl3。
最后,用化学方法对高纯度的氯化物进行还原,可以得到所期望的超纯元素硅。例如:SiCl4在氢气氛中加热可生成4HCl+Si,即[SiCl4+2H2 4HCl+Si]。 制成硅锭并确保其是一个绝对的圆柱体之后,下一个步骤就是将这个圆柱体硅锭切片,切片越薄,用料越省,自然可以生产的处理器芯片就更多。切片还要镜面精加工的处理来确保表面绝对光滑,之后检查是否有扭曲或其它问题。这一步的质量检验尤为重要,它直接决定了成品芯片的质量。
新的切片中要掺入一些物质,使之成为真正的半导体材料,然后在其上刻划代表着各种逻辑功能的晶体管电路。掺入的物质原子进入硅原子之间的空隙,彼此之间发生原子力的作用,从而使得硅原料具有半导体的特性。今天的半导体制造多选择CMOS工艺(互补型金属氧化物半导体)。其中互补一词表示半导体中N型MOS管和P型MOS管之间的交互作用。N和P在电子工艺中分别代表负极和正极。多数情况下,切片被掺入化学物质形成P型衬底,在其上刻划的逻辑电路要遵循nMOS电路的特性来设计,这种类型的晶体管空间利用率更高也更加节能。同时在多数情况下,必须尽量限制pMOS型晶体管的出现,因为在制造过程的后期,需要将N型材料植入P型衬底当中,这一过程会导致pMOS管的形成。
在掺入化学物质的工作完成之后,标准的切片就完成了。然后将每一个切片放入高温炉中加热,通过控制加温时间使得切片表面生成一层二氧化硅膜。通过密切监测温度,空气成分和加温时间,该二氧化硅层的厚度是可以控制的。在intel的90纳米制造工艺中,门氧化物的宽度小到了惊人的5个原子厚度。这一层门电路也是晶体管门电路的一部分,晶体管门电路的作用是控制其间电子的流动,通过对门电压的控制,电子的流动被严格控制,而不论输入输出端口电压的大小。准备工作的最后一道工序是在二氧化硅层上覆盖一个感光层。这一层物质用于同一层中的其它控制应用。这层物质在干燥时具有很好的感光效果,而且在光刻蚀过程结束之后,能够通过化学方法将其溶解并除去。



本站仅提供存储服务,所有内容均由用户发布,如发现有害或侵权内容,请点击举报
打开APP,阅读全文并永久保存 查看更多类似文章
猜你喜欢
类似文章
【热】打开小程序,算一算2024你的财运
CPU制作流程大揭密
CPU发展史——详细介绍CPU发展的历史
芯片的诞生全过程 复杂漫长的旅程
集成电路发展史
未来芯片制造材料 可能是它?
高中化学《硅单质》基础练习题(含解析)
更多类似文章 >>
生活服务
热点新闻
分享 收藏 导长图 关注 下载文章
绑定账号成功
后续可登录账号畅享VIP特权!
如果VIP功能使用有故障,
可点击这里联系客服!

联系客服