在必備原材料的采集工作完畢之后,這些原材料中的一部分需要進(jìn)行一些預(yù)處理工作。而作為最主要的原料,硅的處理工作至關(guān)重要。首先,硅原料要進(jìn)行化學(xué)提純,這一步驟使其達(dá)到可供半導(dǎo)體工業(yè)使用的原料級別。而為了使這些硅原料能夠滿足集成電路制造的加工需要,還必須將其整形,這一步是通過溶化硅原料,然后將液態(tài)硅注入大型高溫石英容器而完成的。
而后,將原料進(jìn)行高溫溶化。中學(xué)化學(xué)課上我們學(xué)到過,許多固體內(nèi)部原子是晶體結(jié)構(gòu),硅也是如此。為了達(dá)到高性能處理器的要求,整塊硅原料必須高度純凈,及單晶硅。然后從高溫容器中采用旋轉(zhuǎn)拉伸的方式將硅原料取出,此時一個圓柱體的硅錠就產(chǎn)生了。從目前所使用的工藝來看,硅錠圓形橫截面的直徑為200毫米。不過現(xiàn)在intel和其它一些公司已經(jīng)開始使用300毫米直徑的硅錠了。在保留硅錠的各種特性不變的情況下增加橫截面的面積是具有相當(dāng)?shù)碾y度的,不過只要企業(yè)肯投入大批資金來研究,還是可以實(shí)現(xiàn)的。intel為研制和生產(chǎn)300毫米硅錠而建立的工廠耗費(fèi)了大約35億美元,新技術(shù)的成功使得intel可以制造復(fù)雜程度更高,功能更強(qiáng)大的集成電路芯片。而200毫米硅錠的工廠也耗費(fèi)了15億美元。下面就從硅錠的切片開始介紹芯片的制造過程。
單晶硅錠
在制成硅錠并確保其是一個絕對的圓柱體之后,下一個步驟就是將這個圓柱體硅錠切片,切片越薄,用料越省,自然可以生產(chǎn)的處理器芯片就更多。切片還要鏡面精加工的處理來確保表面絕對光滑,之后檢查是否有扭曲或其它問題。這一步的質(zhì)量檢驗(yàn)尤為重要,它直接決定了成品芯片的質(zhì)量。