上一期我们为大家详细介绍了半导体的材料，共有三代。以硅和锗为主的第一代半导体材料，以砷化镓等为主的第二代化合物半导体材料以及以碳化硅，氮化镓为主的第三代半导体材料。它们各有各的特性及用途。

那么，知道了半导体的原材料是什么，下一步就应该知道半导体的原材料是用来生产什么的了吧！这里不卖关子，半导体原材料绝大多数都会被用于芯片的制造。芯片这个词汇想必大家早就耳熟能详了，但它具体充当着什么作用，如何被制造想必大家还不是很清晰吧？相信大家读完这一期，芯片的整体形象就会在大家的脑海里更加的具体啦！

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前言

    首先要明确的一点是，芯片是指上一期我们讲到的半导体原材料经过各种复杂精密的加工生产后展现在我们眼前的东西。芯片的应用虽然极其广泛，但绝大多数会被应用于电子类器械的信息处理，如电脑，智能手机，相机，新能源汽车，传感器等，并位于这些器械的内部，并不是我们在日常生活中目能所及的。

   广义地说，芯片主要分为四个类别。分别是内存，微处理器，集成电路，复杂SOC(系统级芯片)。半导体行业有一条不成文的准则，叫做：更小、更快、更便宜。这导致了这四类芯片各自的竞争都非常激烈，或者说惨烈。半导体企业不围绕这三个词整天拼技术拼研发，恐怕就离倒闭不远了。

下面我们就来较为详细地介绍一下芯片的生产过程吧～

①　晶棒的制造

晶棒的制造是所有芯片制造广义上的第一步，可以简单地理解为由多结晶原材料提炼出来的分子结构稳定，达到一定级别纯度的单结晶材料棒。

② 晶圆的制造

这一步是制作将晶棒加工成极薄的晶圆的工序。

把刚才做的晶棒用被称为钢丝锯的细线切薄，做成圆盘状。这叫做晶圆。因为切出的晶圆表面有凹凸，经过被称为倒角，研磨（粗研磨）·化学腐蚀·抛光（镜面研磨）的加工工序，去除凹凸。

加工后晶圆的厚度以SEMI规格等为基准，例如12寸晶圆的厚度一般为775μm±20μm。

③ 晶圆的清洗

这是“清洗”的工序。清洗晶圆，去除附着在表面的异物。如果晶圆上有异物，后续的结晶成长工序和光刻工序会产生不良。清洗时，用过氧化氢、盐酸、氢氟酸等清洗液去除晶片上的粒子、金属、有机物等。

随后，使用被称为清洁超纯水的清洗用水冲洗药液，使其旋转干燥。如果一直湿着的话，空气中的粒子也会被水分吸收，别好不容易洗干净了，却又白忙活了。

④ 晶圆表面的氧化

此工艺是晶圆表面的氧化。在晶圆表面氧化工艺中，通过热处理形成优质的晶圆表面的氧化膜。氧化装置主要有立式炉、卧式炉、RTP装置，在被称为氧化炉的电炉中提高温度（约800℃以上），使氧气混合的气体流动，使氧化膜成长。

在晶圆表面形成氧化膜的目的广义上可以理解为对晶圆表面电路的保护，主要是防止短路等现象。

⑤  晶圆的布线与构图

这道工序涉及的方面很多，总称为布线构图。晶圆的表面氧化后，在晶片上涂布光刻胶，在晶片上形成曝光、显影、蚀刻、清洗、CMP平坦化工序的图案。

上面的这些词，每一个都是复杂的科研产物。这里简单给大家普及一下吧。

光刻胶是在光刻工艺过程中，用作抗腐蚀涂层材料。

曝光一般也称为边缘曝光，通过曝光机对晶圆进行边缘曝光，激发光化学反应。这样在最后显影时，边缘的光刻胶就与曝光图形同时溶解在显影液里。显影也是去除光刻胶的一个步骤。

刻蚀的目的是为了精确地将光刻胶的图形复制到晶圆上。

CMP指化学机械抛光，运用抛光液、抛光垫、钻石碟、清洗液等对晶圆表面进行平坦化处理。

⑥ 晶圆的测试

在晶圆探测器上测试晶圆上形成的所有片格的电气特性。

⑦　晶圆的贴片

在晶圆薄化工序中，为了便于搬运时处理晶片，将其粘贴在硅或玻璃等支撑基板上。

贴合方法一般为夹着树脂（粘接层）贴合，最近也提出了将晶圆之间直接贴合的贴合方法。

⑧  晶圆的背面减薄

    在晶片表面完成图案后，对该晶片的整个背面进行磨削，使厚度变薄。需要进行磨削后的晶片整体厚度不均，需要将厚度不均控制得较小。

⑨ 晶圆的划裂

    将前工序制作的晶圆，在后工序中切割分离成一个一个的IC芯片，进行密封。此工序被称之为“划裂”。划裂时，主要是将金刚石制的圆形旋转刀刃（切割锯）高速旋转进行切割，并配用纯水进行冷却，冲洗切割出来的碎屑。

⑩  芯片的封装

完成的芯片通过线焊和再布线层，布线到封装基板和支撑基板等。然后，芯片用环氧树脂等密封树脂密封并封装。

⑪  产品的组装

     封装完成的芯片将装入汽车、智能手机、传感器、云数据中心、AI相关产品等各个领域的产品，从而展现在我们的视野中。