半导体芯片制造的核心流程包含八大关键工艺步骤:晶圆加工、氧化、光刻、刻蚀、薄膜沉积、互连、测试和封装。每一步骤都需纳米级精度控制,直接影响芯片性能与良率,其中光刻技术更是突破7nm制程的关键壁垒。
晶圆加工是起点,通过硅提纯和单晶生长形成晶圆基板;氧化则在表面生成二氧化硅绝缘层。光刻利用紫外光与掩模版将电路图案转移到光刻胶上,精度达头发丝的千分之一。随后的刻蚀通过化学或物理方法去除多余材料,形成三维结构。薄膜沉积通过CVD或PVD技术叠加导电或绝缘层,而互连用金属布线连接晶体管。最终测试筛选合格芯片,封装为其提供保护外壳与外部接口。
现代半导体工艺已实现3D堆叠与极紫外光刻(EUV),但材料纯度(如99.9999999%硅)与环境洁净度(每立方米微粒≤1颗)仍是核心挑战。未来,碳纳米管与量子点技术可能进一步突破物理极限。
提示:芯片制造需千级净化车间与全球供应链协作,中国正加速攻克光刻机等“卡脖子”环节。