99精品在线观看-99精品在线免费观看-99精品在线视频观看-99精品这里只有精品高清视频-99九九精品国产高清自在线

為了能用于制造計算機芯片，硅必須被提純到很高的純度(10億個原子中至多有一個其它原子，也就是99.9999999%以上) 硅在熔融狀態(tài)被抽取出來后凝固，該固體是一種由單個連續(xù)無間斷的晶格點陣排列的圓柱，也就是硅錠。
單晶硅錠 --- 尺寸：晶圓級(大約300毫米/12英寸) 硅錠的直徑大約300毫米，重約100千克。
單晶硅就是說整塊硅就一個晶體，我們?nèi)臻L生活中見到的金屬和非金屬單質(zhì)或化合物多數(shù)以多晶體形態(tài)存在

2、硅錠 / 晶圓
切割 --- 尺寸：晶圓級(大約300毫米/12英寸)
硅錠被切割成單個的硅片，稱之為晶圓。每個晶圓的直徑為300毫米，厚度大約1毫米。
晶圓 – 尺寸：晶圓級(大約300毫米/12英寸)
晶圓拋光，直到無瑕，能當(dāng)鏡子照。Intel從供貨商那里購買晶圓。目前晶圓的供貨尺寸比以往有所上長，而平均下來每個芯片的制造成本有所下降。目前供貨商提供的晶圓直徑300毫米，工業(yè)用晶圓有長到450毫米的趨勢。

在一片晶圓上制造芯片需要幾百個精確控制的工序，不同的材料上一層覆一層。
下面簡要介紹芯片的復(fù)雜制造過程中幾個比較重要的工序。

3、光刻
光刻膠的使用 --- 尺寸：晶圓級(大約300毫米/12英寸)
光刻是用一種特殊的方法把某種圖像印到晶圓上的過程。開始時使用一種稱為光刻膠的液體，把它均勻的澆注到旋轉(zhuǎn)的晶圓上。光刻膠這個名字的來源于是這樣的，人們發(fā)現(xiàn)有一種物質(zhì)對特定頻率的光敏感，它能夠抵御某種特殊化學(xué)物質(zhì)的腐蝕，蝕刻中涂覆刻它可起到保護(hù)作用，蝕掉不想要的材質(zhì)。
曝光 --- 尺寸：晶圓級(大約300毫米/12英寸)
光刻膠硬化后，用一定頻率的紫外線照射后變得可溶。曝光過程需要用到膜片，膜片起到印模的作用，如此一來，只有曝光部分的光刻膠可溶。膜片的圖像(電路)印到了晶圓上。電路圖像要經(jīng)過透鏡縮小，曝光設(shè)備在晶圓上來回移動多次，也就是說曝光多次后電路圖才能徹底印上去。
[注：跟古老的照相機底片的原理類似]
溶解光刻膠 --- 尺寸：晶圓級(大約300毫米/12英寸)
通過化學(xué)過程溶解曝光的光刻膠，被膜片蓋住的光刻膠保留下來。

4、離子注入
離子注入 --- 尺寸：晶圓級(大約300毫米/12英寸)
覆蓋著光刻膠的晶圓經(jīng)過離子束(帶正電荷或負(fù)電荷的原子)轟擊后，未被光刻膠覆蓋的部分嵌入了雜質(zhì)(高速離子沖進(jìn)未被光刻膠覆蓋的硅的表面)，該過程稱為摻雜。由于硅里進(jìn)入了雜質(zhì)，這會改變某些區(qū)域硅的導(dǎo)電性(導(dǎo)電或絕緣，這依賴于使用的離子)。這里展示一下空洞(well)的制作，這些區(qū)域?qū)纬删w管。
[Chipset譯注：據(jù)說這種用于注入的帶電粒子被電場加速后可達(dá)30萬千米/小時]
去除光刻膠--- 尺寸：晶圓級(大約300毫米/12英寸)
離子注入后，光刻膠被清除，在摻雜區(qū)形成晶體管。
晶體管形成初期 --- 尺寸：晶體管級(大約50～200納米)
圖中是放大晶圓的一個點，此處有一個晶體管。綠色區(qū)域代表摻雜硅。現(xiàn)在的晶圓會有幾千億個這樣的區(qū)域來容納晶體管。

5、刻蝕
刻蝕 --- 尺寸：晶體管級(大約50～200納米)
為了給三門晶體管制造一個鰭片(fin)，上述光刻過程中，使用一種稱為硬膜片(藍(lán)色)的圖像材料。
然后用一種化學(xué)物質(zhì)刻蝕掉不想要的硅，留下覆蓋著硬膜片的鰭片。

6、臨時門的形成
二氧化硅門電介質(zhì) --- 尺寸：晶體管級(大約50～200納米)
在光刻階段，部分晶體管用光刻膠覆蓋，把晶圓插入到充滿氧的管狀熔爐中，產(chǎn)生一薄層二氧化硅(紅色)，這就造就了一個臨時門電介質(zhì)。
多晶硅門電極 --- 尺寸：晶體管級(大約50～200納米)
在光刻階段，制造一層多晶硅(黃色)，這就造就了一個臨時門電極。
絕緣 --- 尺寸：晶體管級(大約50～200納米)
在氧化階段，整個晶圓的二氧化硅層(紅色透明)用于跟其它部分絕緣。
英特爾使用”最后門” (也稱為 “替代金屬門”)技術(shù)制作晶體管金屬門。這種做法的目的是確保晶體管不出現(xiàn)穩(wěn)定性問題，否則高溫的工序會導(dǎo)致晶體管不穩(wěn)定。

7、“最后門” 高K/金屬門的形成
[注：介電常數(shù)K為高還是低是相對的，但英特爾的標(biāo)準(zhǔn)跟業(yè)界不同，業(yè)界普遍采用IBM的標(biāo)準(zhǔn)，用低K介質(zhì)能減少漏電流，但是加工困難，目前大規(guī)模數(shù)字電路多用高K介質(zhì)。]
犧牲門的去除 --- 尺寸：晶體管級(大約50～200納米)
用膜片工序里的做法，臨時(犧牲)門電極和門電介質(zhì)被刻蝕掉。真實門現(xiàn)在就會形成了，因為第一門被去掉了，該工序稱為“最后門”。
高K電介質(zhì)的使用 --- 尺寸：晶體管級 (大約50～200納米)
在稱為”原子層”沉積的過程中，晶圓表面覆了一層分子。圖中黃色層代表這些層中的兩層。使用光刻技術(shù)，在不想要的區(qū)域(例如透明二氧化硅的上面)里，高K材質(zhì)被刻蝕掉。
金屬門 --- 尺寸：晶體管級 (大約50～200納米)
晶圓上形成金屬電極 (藍(lán)色)，不想要的區(qū)域用光刻的辦法刻蝕掉。 跟高K材料配合(薄薄的黃色層)起來使用，可以改善晶體管性能，減少漏電流的產(chǎn)生，這是使用傳統(tǒng)的二氧化硅 / 多晶硅門不能企及的。

8、金屬沉積
晶體管就緒 --- 尺寸：晶體管級 (大約50～200納米)
晶體管的建造快竣工了。
晶體管上方的絕緣層刻蝕出3個小洞，這3個洞里被填充上銅或其它材質(zhì)，以便跟別的晶體管導(dǎo)通。
[注：晶體管也就是通俗意義上的三極管，需要3個引線腳，所以一個晶體管的絕緣層上得刻蝕出3個小洞]
電鍍 --- 尺寸：晶體管級 (大約50～200納米)
在該階段，晶圓浸在硫酸銅溶液里，作為陰極，銅離子從陽極出發(fā)到達(dá)陰極，最后銅離子會沉積在晶體管表面。
電鍍后序 --- 尺寸：晶體管級 (大約50～200納米)
經(jīng)過電鍍，銅離子在晶圓表面沉積下來形成薄薄的一層銅 。

9、金屬層
拋光 --- 尺寸：晶體管級 (大約50～200納米)
多余的材質(zhì)會被機械拋光，直到露出光亮的銅為止。
金屬層 --- 尺寸：晶體管級(6個晶體管組合起來大約500納米)
構(gòu)造多重金屬層以一種特殊的結(jié)構(gòu)來導(dǎo)通(請考慮宏觀世界中的“導(dǎo)線”)晶體管，這些“導(dǎo)線”怎么連接，要由某個型號處理器(例如第2代英特爾Core I5處理器)的架構(gòu)師和設(shè)計團(tuán)隊來決定。
盡管計算機芯片看上去十分平整，其實可能會超過30層，是一個十分復(fù)雜的電路。 一個放大的芯片看上去是由電線和晶體管組成的錯綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)看上去像將來某天地面上建造成的多層高速公路系統(tǒng)。

當(dāng)所有的內(nèi)層連通以后，每個die上都會被附上陣列焊盤，這些焊盤是芯片跟外面世界的電氣連接通道(圖中未畫出焊盤)。
[注：我們常說的22納米工藝就是指上述銅“導(dǎo)線”寬度，焊盤將來用于激光焊接CPU針腳或觸點。Die一直沒有對應(yīng)的中文，但很多人都知道它是CPU的內(nèi)部電路。]

晶圓分類 / 分離
晶圓分類 --- 尺寸 die級 (大約10毫米 / 大約0.5英寸)
接觸晶圓上一些特別的點，逐個測試晶圓上的die的電氣參數(shù)，跟正確結(jié)果吻合的die算是通過。
尺寸：晶圓級(大約300毫米/12英寸)
晶圓被切割成很多小塊 (稱為die)上述的晶圓包含了英特爾的處理器Ivy Bridge。

10、包裝
單個Die --- 尺寸：die級 (大約10毫米/大約0.5英寸)
單個的die經(jīng)過前面的工序后被切割成單件。這里顯示的是英特爾22納米微處理的代號Ivy Bridge的die。
打包 --- 尺寸：包裝級 (大約20毫米 / 大約1英寸)
打包基板，die(電路部分)和導(dǎo)熱蓋粘在一起形成一個完整的處理器。綠色的基板具有電子和機械接口跟PC系統(tǒng)的其它部分通信。銀色的導(dǎo)熱蓋可以跟散熱器接觸散發(fā)CPU產(chǎn)生的熱量。
處理器 --- 尺寸：包裝級 (大約20毫米 / 大約1英寸)
完整的微處理器 (Ivy Bridge) 被稱為人類制造出的最復(fù)雜的產(chǎn)品。實際上，處理器需要幾百個工序來完成---上述僅僅介紹了最重要的工序--- 是在世界上最潔凈的環(huán)境 下(微處理器工廠里) 完成的。
[注，粉塵會導(dǎo)致電路短路，制造精密的電路必須在無塵的環(huán)境下進(jìn)行。例如，目前計算機主板要求的無塵環(huán)境是1萬等級，也就是說平均1萬立方米空氣中不得多于1粒粉塵。CPU電路更加精細(xì)，對無塵環(huán)境要求會更高]

11、級別測試 / 完整的處理器
級別測試 --- 尺寸：包裝級 (大約20毫米 / 大約1英寸)
在這個最后的測試階段，處理器要經(jīng)過全面的測試，包括功能，性能，功耗。
篩選 --- 尺寸：包裝級 (大約20毫米 / 大約1英寸)
根據(jù)測試結(jié)果篩選，性能相同的處理器放一起，一個托盤一個托盤的存放，然后發(fā)給客戶。
零售包裝 --- 尺寸：包裝級 (大約20毫米 / 大約1英寸)
生產(chǎn)和測試好的處理器供給系統(tǒng)制造商或以盒包的形式進(jìn)入零售市場。
[注：從這一步容易了解到，盒包與散片質(zhì)量無任何差別，在Intel看來，同一系列同一主頻的U體制差別很小。