tft每日頭條

 > 科技

 > 芯片上為什麼可以集成晶體管

芯片上為什麼可以集成晶體管

科技 更新时间:2024-12-21 23:08:34

如果要評選世界上近一百年最偉大的工業品,芯片無疑是其中最具代表性的,芯片制造是真正意義上的“點石成金”,售價高昂的芯片,原材料不過就是普普通通的沙子而已,從沙子到城市,制作過程非常複雜。

早期,芯片被發明的時候,“晶體管”是制造出來,并一個一個用電路手動連接起來,那時候“晶體管”不是現在的晶體管,其實是一個一個的元件,用電線連接起來。

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)1

但現在這種工藝中,手工制造幾十上百的晶體管再放到矽基上,再用電線連接起來,比登天還難了,所以采用的是全套高科技産品了。

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)2

晶體管是怎麼塞去的?

我們知道現在的芯片制造是光刻,用光刻機把電路圖投射到塗了光刻膠的矽晶圓上,而投射後矽上,就形成了電路圖。再通過刻蝕機把沒有被光刻膠保護的部分腐蝕掉,就在矽晶圓上形成了坑坑窪窪。

接下來就是等離子注入,賦予矽晶體管的特性,将等離子注入這些坑坑窪窪,再穩定下來就形成了晶體管,這就是晶體管形成的過程。

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)3

沙子,是制造芯片最基本的材料,而脫氧後的沙子,是半導體制造産業的基礎。通過多步淨化得到可用于半導體制造質量的矽,學名電子級矽(EGS),最後得到的就是矽錠

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)4

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)5

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)6

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)7

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)8

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)9

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)10

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)11

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)12

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)13

先溶解光刻膠,光刻過程中曝光在紫外線下的光刻膠被溶解掉,清除後留下的圖案和掩模上的一緻再進行蝕刻,使用化學物質溶解暴露出來的晶圓,剩下的光刻膠保護着不應該蝕刻的部分。

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)14

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)15

 離子注入:在真空中,用經過加速的原子、離子照射(注入)固體材料,使被注入的區域形成特殊的注入層,改變區域的矽的導電性。

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)16

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)17

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)18

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)19

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)20

 電鍍:在晶圓上電鍍一層硫酸銅,把銅離子沉澱到晶體管上。銅離子會從正極走向負極。電鍍完成之後,銅離子沉積在晶圓表面,形成薄薄的銅層

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)21

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)22

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)23

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)24

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)25

晶體管是怎麼連接起來的?

在等離子注入之後,并穩定下來形成晶體管之後,還會有一道工序,就是鍍銅,在矽基表面塗上一層銅。而在鍍銅之後,再通過光刻、刻蝕等動作,将鍍上去的這一層銅形成一條一條的線,這些線是按照芯片設計電路圖有規則的把晶體管連接起來的。

而芯片的電路圖可能有幾十層,所以這樣的過程也會重複幾十次,但原理就是這樣的,光刻-刻蝕-等離子注入-鍍銅 。

所以現在的芯片制造,是真正的高科技,甚至是考究一國高科技水平的産品。

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)26

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)27

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)28

就成為了我們平時能夠看到的芯片

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)29

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)30

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)31

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)32

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)33

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)34

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)35

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)36

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)37

芯片上為什麼可以集成晶體管(新世紀的科技晶體管構成的芯片)38

總結

正因為芯片制造的流程複雜,研發投入大,回報周期長,失敗率高,産業更新快,所以形成了非常高的行業門檻,技術也被歐美日壟斷,再加上起步晚,缺乏良性的市場支持,使得我國的芯片制造走得非常艱難,不單單芯片,從電腦到手機的系統,國際互聯網科技巨頭在衆多基礎科學領域,投入非常大也有很多的專利積累,而我們中國互聯網(公司)都在忙些什麼呢……?

但基礎總要有人來打,如果當下沒有公司願意實實在在的投入基礎研究,真正做紮實技術創新,那麼在未來的技術競賽當中,我們又拿什麼去應對呢。

糧食、軍工、通信設備等,之所以叫做戰略物資是因為這些東西,隻有在自己有的時候才能便宜買到,自己沒有求着買的時候各種麻煩就來了,而那些“造不如買,買不如租”的思想,隻會讓我們錯過真正獨立自主機會。

,

更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!

查看全部

相关科技资讯推荐

热门科技资讯推荐

网友关注

Copyright 2023-2024 - www.tftnews.com All Rights Reserved