图解芯片制作工艺流程图ppt课件
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图解芯片制作工艺流程图
33
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放置晶圆的黑盒子
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单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来的单个内核，这 里展示的是Core i7的核心。
37
封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散 热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬 底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机 械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就 是负责内核散热的了。
的硅，学名电
子级硅(EGS)，
平均每一百万
个硅原子中最
多只有一个杂
质原子。此图
展示了是如何
通过硅净化熔
炼得到大晶体
的，最后得到
的就是硅锭
(Ingot)。
8
单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重 约100千克，硅纯度99.9999％。
9
10
处 理 晶 圆 的 机 器
11
硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说 的晶圆(Wafer)。顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形 的了吧？
25
铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形 成一个薄薄的铜层。
26
抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶圆表面。
27
金属层：晶体管级别，六个晶体管的组合，大约500纳米。在不同晶 体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的 不同功能性。芯片表面看起来异常平滑，但事实上可能包含20多层复 杂的电路，放大之后可以看到极其复杂的电路网络，形如未来派的多 层高速公路系统
20
光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻， 并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护 不会离子注入的那部分材料。
21
离子注入(Ion Implantation)：在真空系统中，用经过加 速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在 被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的 导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过 30万千米每小时。
集成电路制造工艺课件——芯片制造流程课件PPT
离基与材料发生化学反应，形成挥发物，实现刻蚀。 选择性好、对衬底损伤较小，但各向异性较差
• 反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching，简称为 RIE)：通过活性离子对衬底的物理轰击和化学 反应双重作用刻蚀。具有溅射刻蚀和等离子 刻蚀两者的优点，同时兼有各向异性和选择 性好的优点。目前，RIE已成为VLSI工艺中应 用最广泛的主流刻蚀技术
N+
P+
有源区
集成电路的内部单元(俯视图)
晶体管光学照片
8mm低噪声放大器版图
晶体管SEM照片
沟道长度为0.15微米的晶体管 栅长为90纳米的栅图形照片
100 m 头发丝粗细
30m
50m 30~50m (皮肤细胞的大小)
1m 1m (晶体管的大小)
90年代生产的集成电路中晶体管大小与人 类头发丝粗细、皮肤细胞大小的比较
N沟道MOS晶体管
CMOS集成电路(互补型MOS集成电路)： 目前应用最为广泛的一种集成电路，约占 集成电路总数的95%以上。
集成电路制造工艺
• 图形转换：将设计在掩膜版(类似于照相
底片)上的图形转移到半导体单晶片上
• 掺杂：根据设计的需要，将各种杂质掺杂
在需要的位置上，形成晶体管、接触等
• 制膜：制作各种材料的薄膜
杂质掺杂
• 掺杂：将需要的杂质掺入特定的半 导体区域中，以达到改变半导体电 学性质，形成PN结、电阻、欧姆接 触
行为仿真
是
综合、优化——网表
否 时序仿真
是 布局布线——版图
—设计业—
后仿真 是
Sing off
集成电路芯片设计过程框架
否
From 吉利久教授
芯片制造过程 —制造业—
• 反应离子刻蚀(Reactive Ion Etching，简称为 RIE)：通过活性离子对衬底的物理轰击和化学 反应双重作用刻蚀。具有溅射刻蚀和等离子 刻蚀两者的优点，同时兼有各向异性和选择 性好的优点。目前，RIE已成为VLSI工艺中应 用最广泛的主流刻蚀技术
N+
P+
有源区
集成电路的内部单元(俯视图)
晶体管光学照片
8mm低噪声放大器版图
晶体管SEM照片
沟道长度为0.15微米的晶体管 栅长为90纳米的栅图形照片
100 m 头发丝粗细
30m
50m 30~50m (皮肤细胞的大小)
1m 1m (晶体管的大小)
90年代生产的集成电路中晶体管大小与人 类头发丝粗细、皮肤细胞大小的比较
N沟道MOS晶体管
CMOS集成电路(互补型MOS集成电路)： 目前应用最为广泛的一种集成电路，约占 集成电路总数的95%以上。
集成电路制造工艺
• 图形转换：将设计在掩膜版(类似于照相
底片)上的图形转移到半导体单晶片上
• 掺杂：根据设计的需要，将各种杂质掺杂
在需要的位置上，形成晶体管、接触等
• 制膜：制作各种材料的薄膜
杂质掺杂
• 掺杂：将需要的杂质掺入特定的半 导体区域中，以达到改变半导体电 学性质，形成PN结、电阻、欧姆接 触
行为仿真
是
综合、优化——网表
否 时序仿真
是 布局布线——版图
—设计业—
后仿真 是
Sing off
集成电路芯片设计过程框架
否
From 吉利久教授
芯片制造过程 —制造业—
芯片工艺流程
离子注入
基区扩散
发射区光刻
发射区预淀积
发射区扩散（*）
发射区低温氧化（*）
氢气处理
N+光刻（适用于P型片）
N+淀积扩散（适用P型片）
N+低温氧化（适用P型片）
氢气处理（适用P型片）
3B光刻
铝蒸发
四次光刻
氮氢合金
AL上CVD
2
氮气烘焙（适用N型片）
2
五次光刻
2
中测抽测
单项工艺-CVD（4）
玻璃的解吸
单项工艺-CVD（5）
单相工艺-离子注入（1）
单相工艺-离子注入（2）
单相工艺-离子注入（3）
单相工艺-蒸发（1）
蒸发原理示意图
单相工艺-蒸发（2）
溅射原理示意图
单相工艺-蒸发（3）
单相工艺-清洗
基础认知
衬底材料
外延层
扩散层
一次氧化
基区光刻
干氧氧化
单项工艺-光刻(6)
显影/漂洗
-将圆片进行显影/漂洗，不需要的 的光刻胶溶解到有机溶剂。
坚
膜
-硬化光刻胶。 -增加与硅片的附着性。
腐蚀
-干法腐蚀/湿法腐蚀
去胶
单项工艺-光刻(7)
光刻工艺过程
单项工艺-CVD（1）
单项工艺-CVD（2）
初级离子气体被吸收到硅片表面
单项工艺-CVD（3）
初级离子气体在硅片表面分解
2
测试系统
减薄、抛光
2 减薄和抛光部分
蒸金/银
2
背金合金
2
芯片测试
2
测试系统
N型片制造（一般）工艺流程
P型片制造（一般）工艺流程
图解芯片制造工艺流程(全图片注解,清晰明了)
图解芯片制造工艺流程（全图片注解，清晰明了）该资料简洁明了，配图生动，非常适合普通工程师、入门级工程师或行业菜鸟，帮助你了解芯片制造的基本工艺流程。
首先，在制造芯片之前，晶圆厂得先有硅晶圆材料。
从硅晶棒上切割出超薄的硅晶圆，然后就可以进行芯片制造的流程了。
1、湿洗 (用各种试剂保持硅晶圆表面没有杂质)2、光刻 (用紫外线透过蒙版照射硅晶圆, 被照到的地方就会容易被洗掉, 没被照到的地方就保持原样. 于是就可以在硅晶圆上面刻出想要的图案. 注意, 此时还没有加入杂质, 依然是一个硅晶圆. )3、离子注入 (在硅晶圆不同的位置加入不同的杂质, 不同杂质根据浓度/位置的不同就组成了场效应管.) 4.1、干蚀刻(之前用光刻出来的形状有许多其实不是我们需要的，而是为了离子注入而蚀刻的。
现在就要用等离子体把他们洗掉，或者是一些第一步光刻先不需要刻出来的结构，这一步进行蚀刻).4.2、湿蚀刻 (进一步洗掉，但是用的是试剂，所以叫湿蚀刻)——以上步骤完成后, 场效应管就已经被做出来啦，但是以上步骤一般都不止做一次, 很可能需要反反复复的做，以达到要求。
5、等离子冲洗 (用较弱的等离子束轰击整个芯片) 6、热处理，其中又分为： 6.1 快速热退火 (就是瞬间把整个片子通过大功率灯啥的照到1200摄氏度以上, 然后慢慢地冷却下来, 为了使得注入的离子能更好的被启动以及热氧化)6.2 退火 6.3 热氧化 (制造出二氧化硅, 也即场效应管的栅极(gate) ) 7、化学气相淀积(CVD)，进一步精细处理表面的各种物质 8、物理气相淀积 (PVD)，类似，而且可以给敏感部件加coating 9、分子束外延 (MBE) 如果需要长单晶的话就需要。
10、电镀处理 11、化学/机械表面处理 12、晶圆测试13、晶圆打磨就可以出厂封装了。
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图解芯片制作工艺流程..
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• 铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形 成一个薄薄的铜层。
25
• 抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶 圆表面。
26
• 金属层：晶体管级别，六个晶体管的组合，大约500纳米。在不同晶 体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的 不同功能性。芯片表面看起来异常平滑，但事实上可能包含20多层复 杂的电路，放大之后可以看到极其复杂的电路网络，形如未来派的多 层高速公路系统
17
• 光刻：由此进入50-200纳米尺寸的晶体管级别。一块晶圆 上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩小 到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当 于开关，控制着电流的方向。现在的晶体管已经如此之小， 一个针头上就能放下大约3000万个。
18
• 溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻 胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。
39
• 零售包装：制造、测试完毕的处理器要么 批量交付给OEM厂商，要么放在包装盒里 进入零售市场。这里还是以Core i7为例。
40
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核级别。从晶圆上切割下来 的单个内核，这里展示的是Core i7的核心。
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• 封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散 热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬 底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机 械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就 是负责内核散热的了。
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29
• 晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图 中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试， 使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。
30
• 晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米 /12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一 个处理器的内核(Die)。
• 铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形 成一个薄薄的铜层。
25
• 抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶 圆表面。
26
• 金属层：晶体管级别，六个晶体管的组合，大约500纳米。在不同晶 体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的 不同功能性。芯片表面看起来异常平滑，但事实上可能包含20多层复 杂的电路，放大之后可以看到极其复杂的电路网络，形如未来派的多 层高速公路系统
17
• 光刻：由此进入50-200纳米尺寸的晶体管级别。一块晶圆 上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩小 到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当 于开关，控制着电流的方向。现在的晶体管已经如此之小， 一个针头上就能放下大约3000万个。
18
• 溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻 胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。
39
• 零售包装：制造、测试完毕的处理器要么 批量交付给OEM厂商，要么放在包装盒里 进入零售市场。这里还是以Core i7为例。
40
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核级别。从晶圆上切割下来 的单个内核，这里展示的是Core i7的核心。
36
• 封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散 热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬 底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机 械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就 是负责内核散热的了。
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29
• 晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图 中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试， 使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。
30
• 晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米 /12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一 个处理器的内核(Die)。
芯片工艺流程ppt课件
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中测抽测
2
测试系统
精选课件
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减薄、抛光
2
减薄和抛光部分
精选课件
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蒸金/银
2
精选课件
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背金合金
2
精选课件
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芯片测试
2
测试系统
精选课件
57
N型片制造（一般）工艺流程
精选课件
58
P型片制造（一般）工艺流程
精选课件
59
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
-匀光刻胶
精选课件
14
单项工艺-光刻(5)
前烘
-增加黏附作用 -促进有机溶剂挥发
对版
-对每个圆片必须按要求对版
匀胶
-用弧光灯将光刻版上的图案转 移到光刻胶上。
精选课件
15
单项工艺-光刻(6)
显影/漂洗
-将圆片进行显影/漂洗，不需要的 的光刻胶溶解到有机溶剂。
坚
膜
-硬化光刻胶。 -增加与硅片的附着性。
30
衬底材料
外延层
扩散层
精选课件
31
一次氧化
精选课件
32
基区光刻
精选课件
33
干氧氧化
精选课件
34
离子注入
精选课件
35
基区扩散
精选课件36Fra bibliotek发射区光刻
精选课件
37
发射区预淀积
精选课件
38
发射区扩散（*）
精选课件
39
发射区低温氧化（*）
精选课件
40
氢气处理
精选课件
41
图解芯片制作工艺流程
1
2
INTEL 图解芯片制作工艺流程
共九个步骤
3
4
• 沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤 其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的 形式存在，这也是半导体制造产业的基础。
5
6
• 硅熔炼：12 英寸/300毫米 晶圆级，下同。 通过多步净化 得到可用于半 导体制造质量 的硅，学名电 子级硅(EGS)， 平均每一百万 个硅原子中最 多只有一个杂 质原子。此图 展示了是如何 通过硅净化熔 炼得到大晶体 的，最后得到 的就是硅锭 (Ingot)。
17
• 光刻：由此进入50-200纳米尺寸的晶体管级别。一块晶圆 上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩小 到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当 于开关，控制着电流的方向。现在的晶体管已经如此之小， 一个针头上就能放下大约3000万个。
18
• 溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻 胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。
27
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• 晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图 中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试， 使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。
30
• 晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米 /12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一 个处理器的内核(Die)。
31
• 丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发 现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准 备进入下一步。
39
• 零售包装：制造、测试完毕的处理器要么 批量交付给OEM厂商，要么放在包装盒里 进入零售市场。这里还是以Core i7为例。
40
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• 放置晶圆的黑盒子
2
INTEL 图解芯片制作工艺流程
共九个步骤
3
4
• 沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤 其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的 形式存在，这也是半导体制造产业的基础。
5
6
• 硅熔炼：12 英寸/300毫米 晶圆级，下同。 通过多步净化 得到可用于半 导体制造质量 的硅，学名电 子级硅(EGS)， 平均每一百万 个硅原子中最 多只有一个杂 质原子。此图 展示了是如何 通过硅净化熔 炼得到大晶体 的，最后得到 的就是硅锭 (Ingot)。
17
• 光刻：由此进入50-200纳米尺寸的晶体管级别。一块晶圆 上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩小 到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当 于开关，控制着电流的方向。现在的晶体管已经如此之小， 一个针头上就能放下大约3000万个。
18
• 溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻 胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。
27
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• 晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图 中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试， 使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。
30
• 晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米 /12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一 个处理器的内核(Die)。
31
• 丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发 现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准 备进入下一步。
39
• 零售包装：制造、测试完毕的处理器要么 批量交付给OEM厂商，要么放在包装盒里 进入零售市场。这里还是以Core i7为例。
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33
• 放置晶圆的黑盒子
图解芯片制作工艺流程PPT学习教案
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光刻：由此进入50-200纳米尺寸的晶体管级别。一块晶圆 上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩 小到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管 相当于开关，控制着电流的方向。现在的晶体管已经如 此之小，一个针头上就能放下大约3000万个。
第17页/共40页
17
溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻 胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。
第18页/共40页
18
光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻， 并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护 不会离子注入的那部分材料。
第19页/共40页
19
离子注入(Ion Implantation)：在真空系统中，用经过加 速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在 被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅 的导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以 超过30万千米每小时。
第20页/共4刻胶也被清除，而注入区域 (绿色部分)也已掺杂，注入了不 同的原子。注意这时候的绿色 和之前已经有第21所页/共4不0页 同。
21
晶体管就绪：至此，晶体管已 经基本完成。在绝缘材(品红色) 上蚀刻出三个孔洞，并填充铜， 以便和其它晶第22体页/共4管0页 互连。
第26页/共40页
26
第27页/共40页
27
第28页/共40页
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晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图 中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试， 使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。
第29页/共40页
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晶圆切片(Slicing)：晶圆级别， 300毫米/12英寸。将晶圆切割成 块，每一块就是一个处理器的 内核(Die)。 第30页/共40页
光刻：由此进入50-200纳米尺寸的晶体管级别。一块晶圆 上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩 小到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管 相当于开关，控制着电流的方向。现在的晶体管已经如 此之小，一个针头上就能放下大约3000万个。
第17页/共40页
17
溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻 胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。
第18页/共40页
18
光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻， 并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护 不会离子注入的那部分材料。
第19页/共40页
19
离子注入(Ion Implantation)：在真空系统中，用经过加 速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在 被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅 的导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以 超过30万千米每小时。
第20页/共4刻胶也被清除，而注入区域 (绿色部分)也已掺杂，注入了不 同的原子。注意这时候的绿色 和之前已经有第21所页/共4不0页 同。
21
晶体管就绪：至此，晶体管已 经基本完成。在绝缘材(品红色) 上蚀刻出三个孔洞，并填充铜， 以便和其它晶第22体页/共4管0页 互连。
第26页/共40页
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第27页/共40页
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第28页/共40页
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晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图 中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试， 使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。
第29页/共40页
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晶圆切片(Slicing)：晶圆级别， 300毫米/12英寸。将晶圆切割成 块，每一块就是一个处理器的 内核(Die)。 第30页/共40页
图解芯片制作工艺流程
21
• 清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也 被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂， 注入了不同的原子。注意这时候的绿色和 之前已经有所不同。
22
• 晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。 在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填 充铜，以便和其它晶体管互连。
23
• 电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀 到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴 极) 。
39
• 零售包装：制造、测试完毕的处理器要么 批量交付给OEM厂商，要么放在包装盒里 进入零售市场。这里还是以Core i7为例。
40
19
• 光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻， 并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护 不会离子注入的那部分材料。
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• 离子注入(Ion Implantation)：在真空系统中，用经过加 速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在 被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的 导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过 30万千米每小时。
37
• 处理器：至此就得到完整的处理器了(这里是一颗 Core i7)。这种在世界上最干净的房间里制造出来 的最复杂的产品实际上是经过数百个步骤得来的， 这里只是展示了其中的一些关键步骤。
38
• 等级测试：最后一次测试，可以鉴别出每一颗处理器的关 键特性，比如最高频率、功耗、发热量等，并决定处理器 的等级，比如适合做成最高端的Core i7-975 Extreme，还 是低端型号Core i7-920。
32
33
• 放置晶圆的黑盒子
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35
• 单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来 的单个内核，这里展示的是Core i7的核心。பைடு நூலகம்
• 清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也 被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂， 注入了不同的原子。注意这时候的绿色和 之前已经有所不同。
22
• 晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。 在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填 充铜，以便和其它晶体管互连。
23
• 电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀 到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴 极) 。
39
• 零售包装：制造、测试完毕的处理器要么 批量交付给OEM厂商，要么放在包装盒里 进入零售市场。这里还是以Core i7为例。
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19
• 光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻， 并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护 不会离子注入的那部分材料。
20
• 离子注入(Ion Implantation)：在真空系统中，用经过加 速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在 被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的 导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过 30万千米每小时。
37
• 处理器：至此就得到完整的处理器了(这里是一颗 Core i7)。这种在世界上最干净的房间里制造出来 的最复杂的产品实际上是经过数百个步骤得来的， 这里只是展示了其中的一些关键步骤。
38
• 等级测试：最后一次测试，可以鉴别出每一颗处理器的关 键特性，比如最高频率、功耗、发热量等，并决定处理器 的等级，比如适合做成最高端的Core i7-975 Extreme，还 是低端型号Core i7-920。
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• 放置晶圆的黑盒子
34
35
• 单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来 的单个内核，这里展示的是Core i7的核心。பைடு நூலகம்
图解芯片制作工艺流程
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• 晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图 中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试， 使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。
30
• 晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米 /12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一 个处理器的内核(Die)。
31
• 丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发 现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准 备进入下一步。
12
• 芯 片 加 工 无 尘 车 间
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• 光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过 程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶 圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平。
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16
• 光刻：光刻胶层随后透过掩模(Mask)被曝光在紫外线(UV)之下，变 得可溶，期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变 化。掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层 上，就会形成微处理器的每一层电路图案。一般来说，在晶圆上得到 的电路图案是掩模上图案的四分之一。
在真空系统中用经过加速的要掺杂的原子的离子照射注入固体材料从而在被注入的区域形成特殊的注入层并改变这些区域的硅的导电性
1
2
INTEL 图解芯片制作工艺流程
共九个步骤
3
4
• 沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙(尤 其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的 形式存在，这也是半导体制造产业的基础。
21
• 清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也 被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂， 注入了不同的原子。注意这时候的绿色和 之前已经有所不同。
22
• 晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。 在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填 充铜，以便和其它晶体管互连。
28
29
• 晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图 中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试， 使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。
30
• 晶圆切片(Slicing)：晶圆级别，300毫米 /12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一 个处理器的内核(Die)。
31
• 丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发 现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准 备进入下一步。
12
• 芯 片 加 工 无 尘 车 间
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• 光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过 程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶 圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平。
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• 光刻：光刻胶层随后透过掩模(Mask)被曝光在紫外线(UV)之下，变 得可溶，期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变 化。掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层 上，就会形成微处理器的每一层电路图案。一般来说，在晶圆上得到 的电路图案是掩模上图案的四分之一。
在真空系统中用经过加速的要掺杂的原子的离子照射注入固体材料从而在被注入的区域形成特殊的注入层并改变这些区域的硅的导电性
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INTEL 图解芯片制作工艺流程
共九个步骤
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4
• 沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙(尤 其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的 形式存在，这也是半导体制造产业的基础。
21
• 清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也 被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂， 注入了不同的原子。注意这时候的绿色和 之前已经有所不同。
22
• 晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。 在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填 充铜，以便和其它晶体管互连。
图解芯片制作工艺流程图ppt课件
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7
单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重
约100千克，硅纯度99.9999％。
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9
处 理 晶 圆 的 机 器
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10
• 硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说 的晶圆(Wafer)。顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形 的了吧？
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11
• 晶圆：切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当 镜子。事实上，Intel自己并不生产这种晶圆，而是从第三方半导体企 业那里直接购买成品，然后利用自己的生产线进一步加工，比如现在 主流的45nm HKMG(高K金属栅极)。值得一提的是，Intel公司创立之 初使用的晶圆尺寸只有2英寸/50毫米。
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21
• 清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也 被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂， 注入了不同的原子。注意这时候的绿色和 之前已经有所不同。
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22
• 晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。 在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填 充铜，以便和其它晶体管互连。
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• 电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀 到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴 极)。
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INTEL 图解芯片制作工艺流程
共九个步骤
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• 沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤 其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的 形式存在，这也是半导体制造产业的基础。
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• 硅熔炼：12 英寸/300毫米 晶圆级，下同。 通过多步净化 得到可用于半 导体制造质量 的硅，学名电 子级硅(EGS)， 平均每一百万 个硅原子中最 多只有一个杂 质原子。此图 展示了是如何 通过硅净化熔 炼得到大晶体 的，最后得到 的就是硅锭 (Ingot)。
《芯片制造工艺》课件
离子注入机则用于将杂质 离子注入到晶圆中的特定 区域，以改变材料的电学 性质。
刻蚀机和镀膜机则分别用 于在晶圆表面刻蚀和沉积 材料，形成电路和器件结 构。
封装设备
封装设备是将制造好的芯片封装在管壳中，以保护芯片 并便于使用。
塑封机用于将芯片封装在塑料或陶瓷管壳中，打标机则 用于在管壳上打上标识，便于识别和追踪。
芯片制造工艺技术
薄膜制备技术
01
02
03
化学气相沉积
利用化学反应在芯片表面 形成固态薄膜，常用方法 包括热 CVD、等离子体增 强 CVD 和原子层沉积。
物理气相沉积
通过物理方法将材料原子 或分子沉积到芯片表面， 形成固态薄膜，包括真空 蒸发镀膜和溅射镀膜。
分子束外延
在单晶基底上以单层原子 精度控制生长单晶薄膜的 技术。
光刻技术
光学光刻
利用光线透过掩模投射到光敏材 料上，形成电路图形的光刻技术
。
X 射线光刻
利用 X 射线通过掩模投射到光敏 材料上，形成电路图形的光刻技术 。
离子束光刻
利用离子束通过掩模投射到光敏材 料上，形成电路图形的光刻技术。
刻蚀技术
等离子刻蚀
利用等离子体进行刻蚀的技术，可以实现各向异性刻蚀。
存储器优势
三星电子在存储器领域具有显著优势，其DRAM和 NAND闪存芯片在全球市场份额中占据领先地位。
产业链拓展
三星电子不仅在芯片制造领域有所建树，还 通过拓展产业链，涉足手机、电视等电子产 品领域。
中芯国际的芯片制造工艺
1 2
成熟工艺技术
中芯国际在成熟工艺技术方面具有较强的实力， 能够提供多种制程技术的芯片制造服务。
主要包括塑封机、打标机、测试机等。 测试机则用于测试封装好的芯片性能是否符合要求。
刻蚀机和镀膜机则分别用 于在晶圆表面刻蚀和沉积 材料，形成电路和器件结 构。
封装设备
封装设备是将制造好的芯片封装在管壳中，以保护芯片 并便于使用。
塑封机用于将芯片封装在塑料或陶瓷管壳中，打标机则 用于在管壳上打上标识，便于识别和追踪。
芯片制造工艺技术
薄膜制备技术
01
02
03
化学气相沉积
利用化学反应在芯片表面 形成固态薄膜，常用方法 包括热 CVD、等离子体增 强 CVD 和原子层沉积。
物理气相沉积
通过物理方法将材料原子 或分子沉积到芯片表面， 形成固态薄膜，包括真空 蒸发镀膜和溅射镀膜。
分子束外延
在单晶基底上以单层原子 精度控制生长单晶薄膜的 技术。
光刻技术
光学光刻
利用光线透过掩模投射到光敏材 料上，形成电路图形的光刻技术
。
X 射线光刻
利用 X 射线通过掩模投射到光敏 材料上，形成电路图形的光刻技术 。
离子束光刻
利用离子束通过掩模投射到光敏材 料上，形成电路图形的光刻技术。
刻蚀技术
等离子刻蚀
利用等离子体进行刻蚀的技术，可以实现各向异性刻蚀。
存储器优势
三星电子在存储器领域具有显著优势，其DRAM和 NAND闪存芯片在全球市场份额中占据领先地位。
产业链拓展
三星电子不仅在芯片制造领域有所建树，还 通过拓展产业链，涉足手机、电视等电子产 品领域。
中芯国际的芯片制造工艺
1 2
成熟工艺技术
中芯国际在成熟工艺技术方面具有较强的实力， 能够提供多种制程技术的芯片制造服务。
主要包括塑封机、打标机、测试机等。 测试机则用于测试封装好的芯片性能是否符合要求。
芯片工艺流程.ppt
2020/12/11
初级离子气体被吸收到硅片表面
单项工艺-CVD（3）
2020/12/11
初级离子气体在硅片表面分解
单项工艺-CVD（4）
2020/12/11
玻璃的解吸
单项工艺-CVD（5）
2020/12/11
单相工艺-离子注入（1）
2020/12/11
单相工艺-离子注入（2）
2020/12/11
。2020年12月11日星期五2020/12/112020/12/112020/12/11
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年12月2020/12/112020/12/112020/12/1112/11/2020
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020/12/112020/12/11December 11, 2020
扩散层
一次氧化
2020/12/11
基区光刻
2020/12/11
干氧氧化
2020/12/11
离子注入
2020/12/11
基区扩散
2020/12/11
发射区光刻
2020/12/11
发射区预淀积
2020/12/11
发射区扩散（*）
2020/12/11
发射区低温氧化（*）
2020/12/11
2020/12/11
检查用显微镜
单项工艺-光刻(4)
清洗
淀积/生长隔离层
（SiO2 Si3N4 金属…）
匀胶
-HMDS喷淋（增加Si的粘性） -匀光刻胶
2020/12/11
单项工艺-光刻(5)
前烘
-增加黏附作用 -促进有机溶剂挥发
对版
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• 晶圆测试：内核级别，大约10毫米/0.5英寸。图 中是晶圆的局部，正在接受第一次功能性测试， 使用参考电路图案和每一块芯片进行对比。
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• 晶圆切片(Slicing)：晶 Nhomakorabea级别，300毫米
/12英寸。将晶圆切割成块，每一块就是一
个处理器的内核(Die)。
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31
• 丢弃瑕疵内核：晶圆级别。测试过程中发
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INTEL 图解芯片制作工艺流程
共九个步骤
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4
• 沙子：硅是地壳内第二丰富的元素，而脱氧后的沙子(尤 其是石英)最多包含25％的硅元素，以二氧化硅(SiO2)的 形式存在，这也是半导体制造产业的基础。
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• 硅熔炼：12 英寸/300毫米 晶圆级，下同。 通过多步净化 得到可用于半 导体制造质量 的硅，学名电 子级硅(EGS)， 平均每一百万 个硅原子中最 多只有一个杂 质原子。此图 展示了是如何 通过硅净化熔 炼得到大晶体 的，最后得到 的就是硅锭 (Ingot)。
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• 处理器：至此就得到完整的处理器了(这里是一颗 Core i7)。这种在世界上最干净的房间里制造出来 的最复杂的产品实际上是经过数百个步骤得来的， 这里只是展示了其中的一些关键步骤。
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• 等级测试：最后一次测试，可以鉴别出每一颗处理器的关 键特性，比如最高频率、功耗、发热量等，并决定处理器 的等级，比如适合做成最高端的Core i7-975 Extreme，还 是低端型号Core i7-920。
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单晶硅锭：整体基本呈圆柱形，重
约100千克，硅纯度99.9999％。
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处 理 晶 圆 的 机 器
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10
• 硅锭切割：横向切割成圆形的单个硅片，也就是我们常说 的晶圆(Wafer)。顺便说，这下知道为什么晶圆都是圆形 的了吧？
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11
• 晶圆：切割出的晶圆经过抛光后变得几乎完美无瑕，表面甚至可以当 镜子。事实上，Intel自己并不生产这种晶圆，而是从第三方半导体企 业那里直接购买成品，然后利用自己的生产线进一步加工，比如现在 主流的45nm HKMG(高K金属栅极)。值得一提的是，Intel公司创立之 初使用的晶圆尺寸只有2英寸/50毫米。
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39
• 零售包装：制造、测试完毕的处理器要么
批量交付给OEM厂商，要么放在包装盒里
进入零售市场。这里还是以Core i7为例。
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汇报完毕
谢谢指导！
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•芯 片 加 工 无 尘 车 间
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• 光刻胶(Photo Resist)：图中蓝色部分就是在晶圆旋转过 程中浇上去的光刻胶液体，类似制作传统胶片的那种。晶 圆旋转可以让光刻胶铺的非常薄、非常平。
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15
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16
• 光刻：光刻胶层随后透过掩模(Mask)被曝光在紫外线(UV)之下，变得 可溶，期间发生的化学反应类似按下机械相机快门那一刻胶片的变化。 掩模上印着预先设计好的电路图案，紫外线透过它照在光刻胶层上， 就会形成微处理器的每一层电路图案。一般来说，在晶圆上得到的电 路图案是掩模上图案的四分之一。
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24
• 铜层：电镀完成后，铜离子沉积在晶圆表面，形 成一个薄薄的铜层。
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• 抛光：将多余的铜抛光掉，也就是磨光晶 圆表面。
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• 金属层：晶体管级别，六个晶体管的组合，大约500纳米。在不同晶 体管之间形成复合互连金属层，具体布局取决于相应处理器所需要的 不同功能性。芯片表面看起来异常平滑，但事实上可能包含20多层复 杂的电路，放大之后可以看到极其复杂的电路网络，形如未来派的多 层高速公路系统
现的有瑕疵的内核被抛弃，留下完好的准
备进入下一步。
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• 放置晶圆的黑盒子
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• 单个内核：内核级别。从晶圆上切割下来 的单个内核，这里展示的是Core i7的核心。
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• 封装：封装级别，20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散 热片堆叠在一起，就形成了我们看到的处理器的样子。衬 底(绿色)相当于一个底座，并为处理器内核提供电气与机 械界面，便于与PC系统的其它部分交互。散热片(银色)就 是负责内核散热的了。
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17
• 光刻：由此进入50-200纳米尺寸的晶体管级别。一块晶圆
上可以切割出数百个处理器，不过从这里开始把视野缩小
到其中一个上，展示如何制作晶体管等部件。晶体管相当
于开关，控制着电流的方向。现在的晶体管已经如此之小，
一个针头上就能放下大约3000万个。
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18
• 溶解光刻胶：光刻过程中曝光在紫外线下的光刻 胶被溶解掉，清除后留下的图案和掩模上的一致。
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19
• 光刻胶：再次浇上光刻胶(蓝色部分)，然后光刻， 并洗掉曝光的部分，剩下的光刻胶还是用来保护 不会离子注入的那部分材料。
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20
• 离子注入(Ion Implantation)：在真空系统中，用经过加 速的、要掺杂的原子的离子照射(注入)固体材料，从而在 被注入的区域形成特殊的注入层，并改变这些区域的硅的 导电性。经过电场加速后，注入的离子流的速度可以超过 30万千米每小时。
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21
• 清除光刻胶：离子注入完成后，光刻胶也 被清除，而注入区域(绿色部分)也已掺杂， 注入了不同的原子。注意这时候的绿色和 之前已经有所不同。
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22
• 晶体管就绪：至此，晶体管已经基本完成。 在绝缘材(品红色)上蚀刻出三个孔洞，并填 充铜，以便和其它晶体管互连。
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23
• 电镀：在晶圆上电镀一层硫酸铜，将铜离子沉淀 到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴 极)。