CPU是如何制作出来的?cpu的制造流程介绍

所属分类: 硬件教程 / CPU 阅读数: 46
收藏 0 赞 0 分享

CPU是人类智慧的杰作,作为半导体中使用得最多的硅元素来源于沙子,所以CPU的制作可以看作是一粒沙子的进化过程。

CPU是如何制作出来的?介绍一:将沙子制作成硅圆片

沙子的主要成分为二氧化硅,不过CPU中使用的硅纯度要求达到99.999999999%,所以先要将二氧化硅还原成纯度为98%的冶金级单质硅,然后再提纯出99.99%的多晶硅,但这还不算完,为了让它更适合制作CPU,还要经过不断提纯、形成固定一致形态的单晶硅。

接下来是要制作出单晶硅锭,它长下面那个样子:

完成的单晶硅锭直径约300mm,重约100kg。再将制作好的单晶硅锭切掉头尾,并修整其直径到标准值,然后将硅锭切割成均匀的晶圆:

为了让切割后的晶圆表面光滑,还需要仔细研磨,然后抛光和加热处理,总之让它的表面成为无缺陷,这样闪亮发光的硅圆片就制作出来了。

CPU是如何制作出来的?介绍二:前工程,制作带有电路的芯片

完好的硅圆片可以投入到生产线上了,进入到涂抹光刻胶环节。这是集成电路制造工艺中的一项关键环节。需要将光刻胶滴在硅晶圆片上,均匀涂抹形成光刻胶薄膜,在温度下固化为光刻胶薄膜。

接下来将涂好光刻胶的晶圆放入曝光机中进行掩模图形的“复制”,掩模中有设计好的电路图案,通过紫外线曝光在光刻胶层上形成相应的电路图案。

曝光后的晶圆还要进行显影处理,通过喷射强碱性显影液光刻胶会溶解于显影液中,没有被照射到的光刻胶图案会保留下来,这就上是显影,随后会冲洗、热处理等以蒸发水水分和固化胶。

通过蚀刻药剂溶解掉暴露出来的晶圆部分,被光刻胶保护的部分再保留下来。

 

再通过氧等离子体对光刻胶进行灰化处理,清除光刻胶。这样就完成了第一层设计好的电路图案。

对于3D FinFET设计的晶体管,还需要重复前面的几个步骤,以获得3D晶体管。

然后在特定的区域,导入特定杂质,杂质扩散能控制导电类型(P结、N结)之外,还能控制杂质浓度以及分布。目前主要是用离子注入法来完成杂质扩散,也是超大规模集成电路中不可缺少的工艺。

这时可以清除掉残留下来的光刻胶掩模,经过离子注入单晶硅内部小部分硅原子已经被替换成“杂质”元素,就能产生可自由电子或空穴。

至此,基本完成晶体管雏形,接下来需要在在硅晶圆表面全面地沉积氧化硅膜,形成绝缘层,并且需要在层间绝缘膜上开孔,这样能引出导体电极。

接下来需要在晶圆表面上沉积铜层,形成场效应管的源极、漏极、栅极,再在晶圆表面沉积一层绝缘层以能保护晶体管。

经过这些复杂的过程,晶体管算是制作完成,后面需要做的就是把这些晶体管连接起来,通过覆盖铜层、光刻掩模、蚀刻开孔等操作来实现,期间还要利用大马士革法新的布线方式完成多层Cu立体化布线。

到了这一步,芯片电路基本完成,这中间需要几百道不同精累化工艺加工,任何错误都会导致晶圆报废。

以上就是小编为大家带来的cpu的制造流程介绍,希望能对您有所帮助,小伙伴们有空可以来脚本之家网站,我们的网站上还有许多其它的资料等着小伙伴来挖掘哦!

更多精彩内容其他人还在看

英特尔酷睿i5-9400F处理器性能好不好 英特尔酷睿i5-9400F处理器游戏性能评测

英特尔酷睿i5-9400F目前在装机市场非常火热,其通过强劲的游戏性能和千元级的售价饱受饱好评,这次我们将通过评测见证这款处理器游戏实战能力,考验一下这款游戏利器
收藏 0 赞 0 分享

i5 9600k和i7 8700哪个好 i5 9600k和i7 8700区别对比

如今,在目前的intel平台,可选八代和九代产品,但其实同级别的型号八代和九代性能差距并不大,九代有吸引力的就是F系列的CPU,相比不带F系列的同型号产品,性能是一致的,今天给大家带来i5 9600k和i7 8700区别对比
收藏 0 赞 0 分享

桌面CPU天梯图2019年5月最新版 五月台式电脑处理器排名

CPU一直是电脑硬件爱好者们关注的重点,一款CPU的性能如何直接决定了那个产品的定位和服务人群,天梯图2019年5月最新版集合了19年前所有的CPU处理器,进行同等对比来列举了这份详细的2019年cpu性能排行天梯图供大家浏览
收藏 0 赞 0 分享

联发科P70和骁龙710哪个值得买 联发科P70和骁龙710区别对比

联发科P70和骁龙710哪个好?还不是很了解的朋友们,下面小编就为大家带来区别对比,接着往下看吧
收藏 0 赞 0 分享

i3 9100F和i3-8100性能哪个好 i3 9100F和i3-8100区别对比评测

在i3-9100F推出之后,不少玩家发现,i3-9100F在砍掉核显之后,价格相比i3-8100还贵一些,这是为什么呢?那么i3 9100F相比i3-8100性能提升多大?下面小编分享一下i3 9100F和i3-8100区别对比
收藏 0 赞 0 分享

i9-9900KF性能好不好?intel九代酷睿i9-9900KF深入评测+拆机图解

在九代酷睿中,Intel又再一次引入了不带集显的F系列CPU。目前酷睿i9-9900KF已经上市,搭载8核心16线程,主频3.6-5.0GHz,内存支持双通道DDR4-266,那么i9-9900KF还值得买吗?性能如何?下面就详情深入测试下
收藏 0 赞 0 分享

联发科技Helio P90怎么样 联发科技Helio P90图文评测

联发科技Helio P90怎么样?好不好?下面小编带来联发科技Helio P90图文评测,希望对大家有所帮助
收藏 0 赞 0 分享

高通骁龙730G\730\665处理器性能怎么样 高通骁龙730G\730\665处理器区别

高通骁龙730G/730/665处理器怎么样?有什么区别?还不是很了解的朋友们,下面小编就为大家带来这三款处理器的区别介绍,接着往下看吧
收藏 0 赞 0 分享

CPU性能排行天梯图2019 CPU天梯图2019年6月最新版

CPU一直是电脑硬件爱好者们关注的重点,一款CPU的性能如何直接决定了那个产品的定位和服务人群,天梯图2019年6月最新版集合了19年6月前所有的CPU处理器,进行同等对比来列举了这份详细的2019年cpu性能排行天梯图供大家浏览
收藏 0 赞 0 分享

骁龙855和845有什么区别 骁龙845和855对比介绍

作为骁龙845的下一代版本,骁龙855移动处理器受到众多手机用户关注。那么,骁龙855和845究竟有什么区别,两者的性能差别大吗?下面小编就从以下几个方面为大家具体分析
收藏 0 赞 0 分享
查看更多