芯片制造|沙子成为芯片之前经历了什么?

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视频沙子变成芯片之前经历了什么?

作者|中远亚洲电子

你知道沙子是如何变成碎片的吗?

芯片制造 | 沙子变成芯片之前经历了什么?

沙子在变成碎片之前,需要经历1000摄氏度以上的高温。

然后将砂进行高温提纯,得到纯度不低于99.9999%的单晶硅锭。然后,对提纯后的单晶硅锭进行研磨、抛光和清洗,并切割成小于1毫米的晶片。

芯片制造 | 沙子变成芯片之前经历了什么?

半导体用单晶硅片约为9N(99.99999999%)-11N(99.99999999%),即纯度要求是光伏单晶硅片的1000倍。

芯片制造 | 沙子变成芯片之前经历了什么?

为了满足各种芯片要求,硅片结构上有很多形状。——有三种。

一个

抛光片

2

退火晶片

外延硅片

芯片制造 | 沙子变成芯片之前经历了什么?

抛光片

芯片制造 | 沙子变成芯片之前经历了什么?

退火晶片

芯片制造 | 沙子变成芯片之前经历了什么?

外延硅片

单晶硅可用于太阳能电池和芯片。目前,中国已成为全球最大的单晶硅生产国,中国单晶硅片产能占全球总量的97.6%。

然后,经过研磨、抛光、切片后,硅晶棒形成硅片,即晶片;晶片上通过光刻刻有数十亿个晶体管和电路。

芯片制造 | 沙子变成芯片之前经历了什么?

在光刻之前,晶片需要涂上光刻胶。让紫外线穿过印有电路的掩膜,照射硅片刻出电路图,通过药液和超声波振动。

,将放置刻蚀槽中的晶圆凯刻出细至5-6纳米的沟,这过程需要不断重复多达几十遍。紧接着,再进行清除,溶解,蚀刻完成,露出一个个光刻后的凹槽;后续再经历掺杂,晶圆切片,封装,包装,成品测试。

最终,一颗经历千锤百炼的芯片就这样出炉了。

芯片制造 | 沙子变成芯片之前经历了什么?

芯片制造过程——光刻机的作用

在芯片制造各个环节中,光刻是芯片制作最为艰难的一步。其难点在于光刻机的性能,它决定了芯片制作的成率以及性能。

芯片制造 | 沙子变成芯片之前经历了什么?

可以说,光刻机是制造芯片的核心装备,这种可以一个接一个把所有图案都投射到晶圆上,误差还保持在几十分之一微米的范围内的神奇设备,早在20世纪70年代就已经存在。而针对光刻机的研究,则在60年代就已开始。

芯片制造 | 沙子变成芯片之前经历了什么?

光刻机的迭代,从接触式掩模光刻机 、步进式扫描光刻机,到电子束曝光,电子束直写机——EUV光刻机的出现。在光刻机这个战场上,自始至终只有三个玩家能持续走下去,那就是荷兰的ASML、日本的尼康和佳能。

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ASML

芯片制造 | 沙子变成芯片之前经历了什么?

尼康

芯片制造 | 沙子变成芯片之前经历了什么?

佳能

目前,我国正面临美国全面封锁禁止芯片自主的局面。中国虽然已研制出属于自己的SMEE光刻机——上海微电子,但目前只能实现90nm工艺制程,与ASML的7nm的制程差距不小。

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值得肯定的是,我国已经走在了从无到有的道路上!屏幕前的你认为我国能突破封锁,实现光刻机自由吗?相信能的,可以在上面的视频发弹幕或者评论,分享你的观点。

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