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CPU的制作過程:光刻

 藝無止境168 2019-06-13

01,、光刻--尺度:晶圓級(jí)(300毫米/12英寸)

光刻膠層隨后被曝光在紫外線(UV)之下,期間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)類似按下機(jī)械相機(jī)快門那一刻膠片的變化,,光刻膠經(jīng)過紫外線曝光后會(huì)變得可溶解,。整個(gè)曝光是通過起模板作用的掩模(Mask)完成的。掩模上印著預(yù)先設(shè)計(jì)好的電路圖案,,紫外線透過它照在光刻膠層上,,形成微處理器的每一層電路圖案。圖中間的透鏡起縮小掩模圖案的作用,,使得在晶圓上得到的電路圖案長(zhǎng)度上是掩模的四分之一,。

02、光刻--尺度:晶體管級(jí)別(50-200納米)

一塊晶圓上可以切割出數(shù)百個(gè)處理器,,不過從這里開始把視野縮小到其中一個(gè)上,,展示如何制作晶體管等部件。晶體管相當(dāng)于開關(guān),,控制著電腦芯片里的電流方向?,F(xiàn)在的晶體管已經(jīng)如此之小,一個(gè)針頭上就能放下大約3000萬個(gè),。

03,、溶解光刻膠--尺度:晶體管級(jí)別(50-200納米)

曝光過的光刻膠被溶解掉,清除后留下的圖案和掩模上的一致,。

04,、蝕刻--尺度:晶體管級(jí)別(50-200納米)

使用化學(xué)物質(zhì)溶解掉暴露出來的晶圓部分,而剩下的光刻膠保護(hù)著不應(yīng)該蝕刻的部分,。

05,、清除光刻膠--尺度:晶體管級(jí)別(50-200納米)

蝕刻完成后,,光刻膠會(huì)被全部清除,然后就可以看到設(shè)計(jì)好的電路圖案,。

06,、涂光刻膠--尺度:晶體管級(jí)別(50-200納米)

再次澆上光刻膠(藍(lán)色部分),然后再次用紫外線光刻,。在下道工序(離子注入)前洗掉曝光的光刻膠,,剩下的光刻膠還是用來保護(hù)不被離子注入的那部分材料。

07,、離子注入(Ion Implantation)--尺度:晶體管級(jí)別(50-200納米)

通過離子注入工序(即參雜工序的一種形式),,硅片上暴露的部分用經(jīng)過加速的、要摻雜的原子的離子照射,,從而在被注入的區(qū)域形成特殊的注入層,,并改變這些區(qū)域的硅的導(dǎo)電性。經(jīng)過電場(chǎng)加速后,,注入的離子流的速度可以超過30萬千米每小時(shí),。

08、清除光刻膠--尺度:晶體管級(jí)別(50-200納米)

離子注入完成后,,光刻膠也被清除,,而注入?yún)^(qū)域(綠色部分)也已摻雜,注入了不同的原子(注意這時(shí)候的綠色和之前已經(jīng)有所不同),。

09,、晶體管完成--尺度:晶體管級(jí)別(50-200納米)

至此,晶體管已經(jīng)基本完成,。在晶體管上面的絕緣材(品紅色)上蝕刻出三個(gè)孔洞,,并填充銅,以便和其它晶體管互連,。

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