什么是芯片?芯片内部制造工艺了解吗?

为增进大家对芯片的认识，本文将对芯片的内部制造工艺予以介绍。

芯片的本质是半导体加集成电路，而芯片的制作材料便是二氧化硅。每一块芯片都是从晶圆上切割下来的。为增进大家对芯片的认识，本文将对芯片的内部制造工艺予以介绍。如果你对芯片或是对本文内容具有兴趣，不妨继续往下阅读哦。

一、芯片

芯片其实就是一块高度集成的电路板，又叫IC。集成电路实体往往要以芯片的形式存在，依托芯片来发挥它的作用。它是电子设备中最重要的部分，承担着完成运算，处理任务和控制存储的功能。电脑、手机、电视和各种智能电子产品都都离不开芯片。

就像汽车之发动机，汽车性能的好坏主要看发动机。比如说电脑的CPU(中央处理器)其实也是一块芯片，它是一台电脑的运算核心和控制核心。

你看别人玩电脑游戏时溜溜的要飞，而你的电脑一上手就死机，恨不得砸了它，都是因为你的电脑CPU太“low”。手机运行速度的快慢也取决于它的CPU，平均每两年就要换一部手机，就是为了体验它腾飞的速度。

芯片内部都是半导体材料。里面的电容，电阻，二极管，三极管都是用半导体做出来的。半导体是导电性介于导体和绝缘体之间，导电性可受控制的材料。高纯的单晶硅是重要的半导体材料。芯片的原材主要是高纯的单晶硅。

二、芯片内部制造工艺

芯片制造的整个过程包括芯片设计、芯片制造、封装制造、测试等。芯片制造过程特别复杂。

首先是芯片设计，根据设计要求，生成“图案”

1、晶片材料

硅片的成分是硅，硅由石英砂精制而成。硅片经硅元素(99.999%)提纯后制成硅棒，成为制造集成电路的石英半导体材料。芯片是芯片制造所需的特定晶片。晶圆越薄，生产成本就越低，但对工艺的要求就越高。

2、晶圆涂层

晶圆涂层可以抵抗氧化和温度，其材料是一种光致抗蚀剂。

3、晶圆光刻显影、蚀刻

首先，在晶圆(或基板)表面涂覆一层光刻胶并干燥。干燥的晶片被转移到光刻机上。通过掩模，光将掩模上的图案投射到晶圆表面的光刻胶上，实现曝光和化学发光反应。曝光后的晶圆进行二次烘烤，即所谓曝光后烘烤，烘烤后的光化学反应更为充分。

最后，显影剂被喷在晶圆表面的光刻胶上以形成曝光图案。显影后，掩模上的图案保留在光刻胶上。糊化、烘烤和显影都是在均质显影剂中完成的，曝光是在平版印刷机中完成的。均化显影机和光刻机一般都是在线操作，晶片通过机械手在各单元和机器之间传送。

整个曝光显影系统是封闭的，晶片不直接暴露在周围环境中，以减少环境中有害成分对光刻胶和光化学反应的影响。

4、添加杂质

相应的p和n半导体是通过向晶圆中注入离子而形成的。

具体工艺是从硅片上的裸露区域开始，将其放入化学离子混合物中。这个过程将改变掺杂区的传导模式，使每个晶体管都能打开、关闭或携带数据。一个简单的芯片只能使用一层，但一个复杂的芯片通常有许多层。

此时，该过程连续重复，通过打开窗口可以连接不同的层。这与多层pcb的制造原理类似。更复杂的芯片可能需要多个二氧化硅层。此时，它是通过重复光刻和上述工艺来实现的，形成一个三维结构。

5、晶圆

经过上述处理后，晶圆上形成点阵状晶粒。用针法测试了各晶粒的电学性能。一般来说，每个芯片都有大量的晶粒，组织一次pin测试模式是一个非常复杂的过程，这就要求尽可能批量生产相同规格型号的芯片。数量越大，相对成本就越低，这也是主流芯片设备成本低的一个因素。6、封装

同一片芯片芯可以有不同的封装形式，其原因是晶片固定，引脚捆绑，根据需要制作不同的封装形式。例如：DIP、QFP、PLCC、QFN等，这主要取决于用户的应用习惯、应用环境、市场形态等外围因素。

6、测试和包装

经过上述过程，芯片生产已经完成。这一步是测试芯片，去除有缺陷的产品，并包装。

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