你知道沙子是怎么變成芯片的嗎,?
沙子在變成芯片之前,,需要先經(jīng)歷1000多攝氏度的高溫千錘百煉,。
接著,高溫對沙子進行提純,,獲得單晶硅錠且純度不低于99.9999%,。然后,再對提純后的單晶硅錠進行研磨,、拋光,、清洗,切割成不足一毫米的晶圓,。
半導(dǎo)體使用的單晶硅片在9N(99.9999999%)-11N(99.999999999%)左右,,即純度要求最低是光伏單晶硅片的1000倍。
為了適應(yīng)各式各樣的芯片要求,,硅片結(jié)構(gòu)上還出現(xiàn)了多種形態(tài),。大致為以下三種——
接著,硅晶棒在經(jīng)過研磨,拋光,,切片后,,形成硅晶圓片,也就是晶圓,;而晶圓再通過光刻的技術(shù),,雕刻出多達幾十億個晶體管和線路。單晶硅除了用在芯片外,,還能用于太陽能電池,。目前,我國已成為全球最大的單晶硅生產(chǎn)國,,我國單晶硅片產(chǎn)能占全球比例為97.6%,。
而晶圓在進行光刻之前,需要先涂抹光刻膠,;讓紫外線透過印有線路的掩膜,,照射硅晶圓刻出電路圖,并通過藥液和超聲波振動,,將放置刻蝕槽中的晶圓凱刻出細至5-6納米的溝,,這過程需要不斷重復(fù)多達幾十遍。緊接著,,再進行清除,,溶解,蝕刻完成,,露出一個個光刻后的凹槽,;后續(xù)再經(jīng)歷摻雜,晶圓切片,,封裝,,包裝,成品測試,。
最終,,一顆經(jīng)歷千錘百煉的芯片就這樣出爐了。
芯片制造過程——光刻機的作用
在芯片制造各個環(huán)節(jié)中,,光刻是芯片制作最為艱難的一步,。其難點在于光刻機的性能,它決定了芯片制作的成率以及性能,。
可以說,,光刻機是制造芯片的核心裝備,這種可以一個接一個把所有圖案都投射到晶圓上,,誤差還保持在幾十分之一微米的范圍內(nèi)的神奇設(shè)備,,早在20世紀70年代就已經(jīng)存在,。而針對光刻機的研究,則在60年代就已開始,。
光刻機的迭代,,從接觸式掩模光刻機 、步進式掃描光刻機,,到電子束曝光,,電子束直寫機——EUV光刻機的出現(xiàn)。在光刻機這個戰(zhàn)場上,,自始至終只有三個玩家能持續(xù)走下去,那就是荷蘭的ASML,、日本的尼康和佳能,。
目前,我國正面臨美國全面封鎖禁止芯片自主的局面,。中國雖然已研制出屬于自己的SMEE光刻機——上海微電子,,但目前只能實現(xiàn)90nm工藝制程,與ASML的7nm的制程差距不小,。
值得肯定的是,,我國已經(jīng)走在了從無到有的道路上!屏幕前的你認為我國能突破封鎖,,實現(xiàn)光刻機自由嗎,?相信能的,可以在上面的視頻發(fā)彈幕或者評論,,分享你的觀點,。