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江湖车侠|CPU是如何制造出来的（全程高清图解）( 四 )


江湖车侠|CPU是如何制造出来的（全程高清图解）离子注入法
离子注入法具有加工温度低 ， 可均匀、大面积注入杂质 ， 易于控制等优点 ， 因此成为超大规模集成电路中不可缺少的工艺 。
清除光刻胶
完成离子注入后 ， 可以清除掉选择性掺杂残留下来的光刻胶掩模 。 此时 ， 单晶硅内部一小部分硅原子已经被替换成“杂质”元素 ， 从而产生可自由电子或空穴 。
江湖车侠|CPU是如何制造出来的（全程高清图解）左：硅原子结构；中：掺杂砷 ， 多出自由电子；右：掺杂硼 ， 形成电子空穴
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 。
江湖车侠|CPU是如何制造出来的（全程高清图解）绝缘层处理
此时晶体管雏形已经基本完成 ， 利用气相沉积法 ， 在硅晶圆表面全面地沉积一层氧化硅膜 ， 形成绝缘层 。 同样利用光刻掩模技术在层间绝缘膜上开孔 ， 以便引出导体电极 。
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 。
江湖车侠|CPU是如何制造出来的（全程高清图解）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 。
沉淀铜层
利用溅射沉积法 ， 在晶圆整个表面上沉积布线用的铜层 ， 继续使用光刻掩模技术对铜层进行雕刻 ， 形成场效应管的源极、漏极、栅极 。 最后在整个晶圆表面沉积一层绝缘层以保护晶体管 。
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) 。
江湖车侠|CPU是如何制造出来的（全程高清图解）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 。
江湖车侠|CPU是如何制造出来的（全程高清图解）抛光
将多余的铜抛光掉 ， 也就是磨光晶圆表面 。
江湖车侠|CPU是如何制造出来的（全程高清图解）构建晶体管之间连接电路
经过漫长的工艺 ， 数以十亿计的晶体管已经制作完成 。 剩下的就是如何将这些晶体管连接起来的问题了 。 同样是先形成一层铜层 ， 然后光刻掩模、蚀刻开孔等精细操作 ， 再沉积下一层铜层...... ， 这样的工序反复进行多次 ， 这要视乎芯片的晶体管规模、复制程度而定 。 最终形成极其复杂的多层连接电路网络 。
江湖车侠|CPU是如何制造出来的（全程高清图解）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 。
江湖车侠|CPU是如何制造出来的（全程高清图解）后工程——从划片到成品销售


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