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解析|intel i7 CPU出产全过程图解
2019-07-01 22:00:42

沙子:硅是地壳内第二丰厚的元素,而脱氧后的沙子(尤其是石英)最多包括25%的硅元素,以二氧化硅(SiO2)的方式存在,这也是半导体制作工业的根底。

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作质量的硅,学名电子级硅(EGS),均匀每一百万个硅原子中最多只要一个杂 质原子。此图展现了是怎么通过硅净化熔炼得到大晶体的,最终得到的便是硅锭(Ingot)。

单晶硅锭:

全体根本呈圆柱形,重约100千克,硅纯度 99.9999%。

硅锭切开:

横向切开成圆形的单个硅片,也便是咱们常说的晶圆 (Wafer)。趁便说,这下知道为什么晶圆都是圆形的了吧?

晶圆:

切开出的晶圆通过抛光后变得简直完美无瑕,外表乃至能够当镜子。事实上,Intel自己并不出产这种色屌丝晶圆,而是从第三方半导体企业那里直接购买成 品,然后运用自己的出产线进一步加工,比方现在干流的45nm HKMG(高K金属解析|intel i7 CPU出产全过程图解栅极)。值得一提的是,Intel公司创建之初运用的晶圆尺度只要2英寸/50毫米

光刻胶(Photo Resist):

图中蓝色部分便是在晶圆旋转过程中浇上去的光刻胶液体,相似制作传统胶片的那种。晶圆旋转能够解析|intel i7 CPU出产全过程图解让光刻胶铺的十分薄、十分平。

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,期间发作的化学反应相似按下机械相机快门那一刻胶片的改动。掩模上印着预 先设计好的电路图画,紫外线透过它照在光刻胶层上,就会构成微处理器的每一层电路图画。一般来说,在晶圆上得到的电路图画是掩模上图画的四分之一。

光刻:

由此进入50-200纳米尺度的晶体管等级。一块晶圆上能够切开出数百个处理器,不过从这儿开端把视界缩小到其间一个上,展现怎么制作晶体管等部 件。晶体管相当于开关,操控着电流的方向。现在的晶体管现已如此之小,一个针头上就能放下大约3000万个。

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,铲除后留下的图画和掩模上的共同

蚀刻:

运用化学物质溶解掉露出出来的晶圆部分,而剩余的光刻胶维护着不应该蚀刻的部分。

铲除光刻胶:

蚀刻完结后,光刻胶的任务宣告完结,悉数铲除后就能够看到设计好的电路图画。

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,剩余的光刻胶仍是用来维护不会离子注入的那部分资料。

离子注入(Ion Implantation):在真空体系中,用通过加快的、要掺杂的原子的离子照耀(注入)固体资料,然后在被注入的区域构成特别的注入层,并改动这些区 域的硅的导电性。通过电场加快后,注入的离子流的速度能够超越30万千米每小时。

铲除光刻胶:

离子注入完结后,光刻胶也被铲除,而注入区域(绿色部分)也已掺杂,注入了不同的原子。留意这时候的绿色和之前现已有所不同。

晶体管安排妥当:

至此,晶体管现已根本完结。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。

电镀:

在晶圆上电镀一层硫酸铜,将铜离子沉积到晶体管上。铜离子会从正极(阳极)走向负极(阴极)。

铜层:

电镀完结后,铜离子沉积在晶圆外表,构成一个薄薄的铜层。

抛光:

将剩余的铜抛光掉,也便是磨光晶圆外表。

金属层:

晶体管等级,六个晶体管的组合,大约500纳米。在不同晶体管之间构成复合互连金属层,详细布局取决于相应处理器所需求的不同功能性。芯片外表看 起来反常滑润,但事实上或许包括20多层杂乱的电路,扩大之后能够看到极端杂乱的电路网络,形如未来派的多层高速公路体系。

晶圆测验:

内核等级,大约10毫米/0.5英寸。图中是晶圆的部分,正在承受第一次功能性测验,运用参阅电路图画和每一块芯片进行比照。

晶圆切片(Slicing):

晶圆等级,300毫米/12英寸。将晶圆切开成块,每一块便是一个处理器的内核(Die)。

丢掉瑕疵内核:

晶圆等级。测验过程中发现的有瑕疵的内核被扔掉,留下无缺的预备进入下一步。

单个内核:

内核等级。从晶圆上切开下来的单个内核,这儿展现的是Core i7的中心。

封装:

封装等级,20毫米/1英寸。衬底(基片)、内核、散热片堆叠在一同,就构成了咱们看到的处理器的姿态。衬底(绿色)相当于一个底座,并为处理器内 核供给电气与机械界面,便于与PC体系的其它部分交互。散热片(银色)便是担任内核散热的了。

等级测验:

最终一次测验,能够鉴别出每一颗处理器的要害特性,比方最高频率、功耗、发热量等,并决议处理器的等级,比方合适做成最高端的解析|intel i7 CPU出产全过程图解Core i7-975 Extreme,仍是低端类型Core i7-920。

装箱:

依据等级测验成果将相同等级的处理器放在一同装运。

零售包装:

制作、测验结束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商场