CPU处理器|如何把一块石头变成CPU?国外小伙“做到了”( 二 )


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那么现在,就有了最原始的新切割硅片 。
之后再选择性地用硼、磷或者其他掺杂剂掺杂 。
小伙表示,为了省钱,打算再开一条生产线,在火柴上发挥想象力 。
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接下来,将开始最精细的第三阶段:光刻 。
先在晶圆上涂上光阻(Photoresist)剂,然后取一个带有所需电路图案的铬蚀刻石英掩模,用激光束照射,将电路图案投射到晶圆上 。
此时,光罩产生的阴影位置将控制光刻胶在硅片表面发生化学变化的位置,当然,这取决于使用的是正性还是负性光阻剂 。
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然后,倒上显影液 。等待一会后再酸蚀晶片的暴露部分 。
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尽管小伙的步骤相当简单,但是光刻的工作属于芯片制造中最关键的一环!一言以蔽之,光刻目的即改变晶圆的区域导电状态!
其中,蚀刻技术把对光的应用推向了极限 。蚀刻使用的是波长很短的紫外光并配合很大的镜头 。短波长的光将透过这些石英遮罩的孔照在光敏抗蚀膜上,使之曝光 。接下来停止光照并移除遮罩,使用特定的化学溶液清洗掉被曝光的光敏抗蚀膜,以及在下面紧贴着抗蚀膜的一层硅 。
然后,曝光的硅将被原子轰击,使得暴露的硅基片局部掺杂,从而改变这些区域的导电状态,以制造出N井或P井,结合上面制造的基片,CPU的门电路就完成了 。
这些工作完成后,就是无数次的重复操作:同质外延、异质外延、伪外延、扩散掺杂、铜互连层、化学机械抛光、光刻胶应用、酸蚀刻和光掩模曝光,从而在晶片上建立所需的特征 。
也就是长这样--
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光打过去,光线在穿过芯片内的透明氧化层时发生薄膜干涉和衍射,你看到的晶圆上的图案,就来自嵌入芯片内的金属互连层上的光反射 。
此时的晶圆还会闪耀着五彩斑斓的彩虹色,意味着现在你得到了一个完整的硅片!
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要知道,CPU的所有魔法就发生在硅芯片表面的这层薄层中!厚度仅为微米量级,但其本身由许多纳米量级的更小薄层组成 。
然后,开始了第四阶段:封装 。
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这些未封装的硅片,要先定位硅芯片上的焊盘,并连接键合线 。
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