半導體芯片的制造過程可以分為沙子原料（石英）、硅錠、晶圓、光刻，蝕刻、離子注入、金屬沉積、金屬層、互連、晶圓測試與切割、核心封裝、等級測試、包裝等諸多步驟，而且每一步里邊又包含更多細致的過程。
1、沙子：硅是地殼內(nèi)第二豐富的元素，而脫氧后的沙子（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，這也是半導體制造產(chǎn)業(yè)的基礎。
2、硅熔煉：12英寸/300毫米晶圓級，下同。通過多步凈化得到可用于半導體制造質(zhì)量的硅，學名電子級硅（EGS），平均每一百萬個硅原子中最多只有一個雜質(zhì)原子。此圖展示了是如何通過硅凈化熔煉得到大晶體的，最后得到的就是硅錠。
3、單晶硅錠：整體基本呈圓柱形，重約100千克，硅純度99.9999%。
4、硅錠切割：橫向切割成圓形的單個硅片，也就是我們常說的晶圓（Wafer）。
5、晶圓：切割出的晶圓經(jīng)過拋光后變得幾乎完美無瑕，表面甚至可以當鏡子。
6、光刻膠（Photo Resist）：圖中藍色部分就是在晶圓旋轉(zhuǎn)過程中澆上去的光刻膠液體，類似制作傳統(tǒng)膠片的那種。晶圓旋轉(zhuǎn)可以讓光刻膠鋪的非常薄、非常平。
7、光刻：光刻膠層隨后透過掩模（Mask）被曝光在紫外線（UV）之下，變得可溶，期間發(fā)生的化學反應類似按下機械相機快門那一刻膠片的變化。掩模上印著預先設計好的電路圖案，紫外線透過它照在光刻膠層上，就會形成微處理器的每一層電路圖案。
8、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，清除后留下的圖案和掩模上的一致。
9、蝕刻：使用化學物質(zhì)溶解掉暴露出來的晶圓部分，而剩下的光刻膠保護著不應該蝕刻的部分。
10、清除光刻膠：蝕刻完成后，光刻膠的使命宣告完成，全部清除后就可以看到設計好的電路圖案。
再次光刻膠：再次澆上光刻膠（藍色部分），然后光刻，并洗掉曝光的部分，剩下的光刻膠還是用來保護不會離子注入的那部分材料。
11、離子注入（Ion Implantation）：在真空系統(tǒng)中，用經(jīng)過加速的、要摻雜的原子的離子照射（注入）固體材料，從而在被注入的區(qū)域形成特殊的注入層，并改變這些區(qū)域的硅的導電性。經(jīng)過電場加速后，注入的離子流的速度可以超過30萬千米每小時。
12、清除光刻膠：離子注入完成后，光刻膠也被清除，而注入?yún)^(qū)域（綠色部分）也已摻雜，注入了不同的原子。注意這時候的綠色和之前已經(jīng)有所不同。
13、晶體管就緒：至此，晶體管已經(jīng)基本完成。在絕緣材（品紅色）上蝕刻出三個孔洞，并填充銅，以便和其它晶體管互連。
14、電鍍：在晶圓上電鍍一層硫酸銅，將銅離子沉淀到晶體管上。銅離子會從正極（陽極）走向負極（陰極）。
15、銅層：電鍍完成后，銅離子沉積在晶圓表面，形成一個薄薄的銅層。
16、拋光：將多余的銅拋光掉，也就是磨光晶圓表面。
17、金屬層：晶體管級別，六個晶體管的組合，大約500納米。在不同晶體管之間形成復合互連金屬層，具體布局取決于相應處理器所需要的不同功能性。芯片表面看起來異常平滑，但事實上可能包含20多層復雜的電路，放大之后可以看到極其復雜的電路網(wǎng)絡，形如未來派的多層高速公路系統(tǒng)。
18、晶圓測試：內(nèi)核級別，大約10毫米/0.5英寸。圖中是晶圓的局部，正在接受第一次功能性測試，使用參考電路圖案和每一塊芯片進行對比。
19、晶圓切片（Slicing）：晶圓級別，300毫米/12英寸。將晶圓切割成塊，每一塊就是芯片的內(nèi)核（Die）。
20、丟棄瑕疵內(nèi)核：晶圓級別。測試過程中發(fā)現(xiàn)的有瑕疵的內(nèi)核被拋棄，留下完好的準備進入下一步
21、封裝

上一頁：半導體制冷技術

下一頁：半導體分類及性能