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硅材料成芯片过程讲解

  昨天,上海有了第一条高规格、高产量的12英寸芯片线。送入这条全自动生产线的 “原料”,是一叠叠有如老式唱片的硅片。而最终,每张“唱片”都将变为成千上万枚集成电路芯片,装入手机、电脑、数码相机,甚至第二代身份证内。记者走访距新生产线不远的上海集成电路科技馆,请科普员演绎这段神奇的IT魔术。

  硅材料要变成芯片,好比先把一根粗粗的火腿肠切成薄片,再把每片火腿肠切成细丁。一堆原料硅经过高温加热,被拉伸成圆柱状的“硅棒”。早期硅棒很细,直径只有一两英寸;而今,硅棒变硅柱,直径达到12英寸,约300毫米。硅棒接着被横剖,均匀切割成晶圆片,进行研磨抛光、氧化沉积,最后横一刀、竖一刀,被分割为数千枚芯片。

  不过在此之前,晶圆在生产线上必须经历一个“冲印、微雕”的复杂过程。说得简单点,芯片设计师把集成电路图制成精密版图,并通过光刻技术,像胶片感光显影一样,逐一“印制”到晶圆上。再经刻蚀和掺杂等工艺,晶圆上每一个微型“单元格”内,都按图嵌入晶体管、电阻电容等各种微电子元器件,并以金属导线相连接,形成功能各异的独立芯片。最后还有一道封装工序,让每片芯片都穿上金属、陶瓷或塑料“衣服”,才能装进各种电子终端。

  在曝光机中,紫外光将透过设计好的电路掩模版照射到晶圆表面,将细微的电路图形精确地复制到晶圆表面的光刻胶上

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