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电路是如何印刷到晶圆上的

ASML有点慌:不用ELV光刻机,也能生产5nm芯片。在当前的硅基芯片制造过程中,光刻法是唯一的量产方法,什么叫光刻法?既然就是利用光线照射刻录好的光掩膜板,把上面的电路图投影到硅晶圆上,类似于投影机的原理一样,而这个过程中,需要一种最重要的工具,那就是光刻机,而光刻机的分辨率,就决定了芯片工艺。所以光刻机有DUV光刻机,浸润式光刻机,EUV光刻机等。

而对应的就是芯片工艺,比如EUV光刻机,用于7nm及以下的芯片。目前全球仅有4家厂商能够生产制造芯片的前道光刻机,分别是荷兰的ASML、日本的尼康、佳能、中国的上海微电子。不过大家的水平不一样ASML尼康佳能上海微电子,ASML是全球唯一一家能够制造EUV光刻机的厂商,而尼康的最高水平是浸润式光刻机。佳能与上海微电子的水平更差一些,所以这就奠定了ASML的王者地位。

1、晶圆的制造过程

晶圆是制造半导体芯片的基本材料,半导体集成电路最主要的原料是硅,因此对应的就是硅晶圆。硅在自然界中以硅酸盐或二氧化硅的形式广泛存在于岩石、砂砾中,硅晶圆的制造可以归纳为三个基本步骤:硅提炼及提纯、单晶硅生长、晶圆成型。首先是硅提纯,将沙石原料放入一个温度约为2000℃,并且有碳源存在的电弧熔炉中,在高温下,碳和沙石中的二氧化硅进行化学反应(碳与氧结合,剩下硅),得到纯度约为98%的纯硅,又称作冶金级硅,这对微电子器件来说不够纯,因为半导体材料的电学特性对杂质的浓度非常敏感,因此对冶金级硅进行进一步提纯:将粉碎的冶金级硅与气态的氯化氢进行氯化反应,生成液态的硅烷,然后通过蒸馏和化学还原工艺,得到了高纯度的多晶硅,其纯度高达99.%,成为电子级硅。

2、请问集成电路里面的晶体管,电容,电阻是直接在硅片上制得还是把制作好...

不能按你这么说。集成电路是先设计好电路图,然后用光刻在硅衬底上刻出来的。就好像拍照一样,通过掩膜版把电路刻好,然后把不要的地方用特殊材料洗掉就有了电路了,最后连线。在硅片上制作的。集成电路里面的晶体管,电容,电阻是通过光刻技术在硅片上形成的!

3、芯片到底是如何被制造出来的?

一枚小小的芯片中却拥有20亿个晶体管结构,内部就像是放大了的超级城市一般,其复杂程度难以想象。这样精巧的结构设计是如何被制造出来的呢?芯片制造最基础的材料竟然是我们常见到的砂子,它的主要成份是二氧化硅,在极高的温度下的还原反应从氧化物之中提炼出高纯度的硅晶体,再制作成硅锭,继而把硅锭切成薄如蝉翼的圆形硅片,被称之为硅晶圆。

性能越强劲的芯片需要在越小的晶片上放置更多的电子元件,这也对投射的分辨率有更高的要求,这就如同要刻画出更精密的图纸就要拥有更加小的一支笔才能完成这项任务,投影光源的波长越短,它投射出的画面精细度就越高,这就要求光刻机的光源波长要越短。从紫外线到深紫外线,再到极紫外线,当前只有最先进的极紫外线光刻机才能制造出7纳米和5纳米的芯片。

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