通過圖示來一步步看芯片生產過程

1、上面是氧化層, 下面是襯底(硅)——濕洗

2、一般來說, 先對整個襯底注入少量(10^10 ~ 10^13 / cm^3) 的P型物質(最外層少一個電子)，作為襯底——離子注入

3、先加入Photo-resist, 保護住不想被蝕刻的地方——光刻

4、上掩膜！(就是那個標注Cr的地方。中間空的表示沒有遮蓋，黑的表示遮住了)

5、紫外線照上去，下面被照得那一塊就被反應了——光刻

6、撤去掩膜——光刻

7、把暴露出來的氧化層洗掉, 露出硅層(就可以注入離子了)——光刻

8、把保護層撤去. 這樣就得到了一個準備注入的硅片. 這一步會反復在硅片上進行(幾十次甚至上百次)——光刻

9、然后光刻完畢后, 往里面狠狠地插入一塊少量(10^14 ~ 10^16 /cm^3) 注入的N型物質就做成了一個N-well (N-井)——離子注入

10、用干蝕刻把需要P-well的地方也蝕刻出來，也可以再次使用光刻刻出來——干蝕刻

11、上圖將P-型半導體上部再次氧化出一層薄薄的二氧化硅—— 熱處理

12、用分子束外延處理長出的一層多晶硅，該層可導電——分子束外延

13、進一步的蝕刻，做出精細的結構。(在退火以及部分CVD)—— 重復3-8光刻 + 濕蝕刻

14、再次狠狠地插入大量(10^18 ~ 10^20 / cm^3) 注入的P/N型物質，此時注意MOSFET已經基本成型——離子注入

15、用氣相積淀 形成的氮化物層 —— 化學氣相積淀

16、將氮化物蝕刻出溝道——光刻 + 濕蝕刻

17、物理氣相積淀長出 金屬層——物理氣相積淀

18、將多余金屬層蝕刻。光刻 + 濕蝕刻重復 17-18 次長出每個金屬層。

最終成型大概長這樣:

其中，步驟1-15 屬于 前端處理 (FEOL)，也即如何做出場效應管。步驟16-18 (加上許許多多的重復) 屬于后端處理 (BEOL)，后端處理主要是用來布線。最開始那個大芯片里面能看到的基本都是布線！一般一個高度集中的芯片上幾乎看不見底層的硅片，都會被布線遮擋住。