Categories
科技快報

點沙成金:Intel處理器製造全過程揭密


如今能獨立設計、製造尖端半導體芯片的企業屈指可數,Intel當屬各種翹楚,可以在不超過一個指甲蓋大小的面積內封裝數十億個微小的電子開關。這是人類最複雜的壯舉之一。

最近,Intel特意製作了一段動畫視頻(戳這裡),展示了一顆芯片從概念到客戶手中的整個旅程,堪稱“點沙成金”。

晶體管是所有現代電子產品的核心,是比頭髮絲還要細微上萬倍的微型開關,控制著電子在電路中的流動。

點沙成金:Intel處理器製造全過程揭密

在處理器整個加工過程的開始,需要將富含矽的沙礫熔化,並冷卻形成固體,然後切割成晶圓。

純淨的晶圓進入工廠後,就開始了複雜而漫長的加工旅程。這些晶圓將被裝載到前開式晶圓傳送盒(Foup),並沿著一條數百公里長的軌道,運輸到一個個加工環節中去。

點沙成金:Intel處理器製造全過程揭密

晶片需要經歷一系列重要步驟,如光刻、離子注入、蝕刻,為關鍵的晶體管形成過程做好準備。 Intel全球首家推出了FinFET三維晶體管,而製造它首先需要建造一個鰭狀的通道。

點沙成金:Intel處理器製造全過程揭密

Intel設計了多項創新技術,克服持續擴大集成電路規模所面臨的障礙,其中之一就是名為“gate last”(後柵極法)的突破性製造方法。

它採用先建造臨時柵極、再將其移除的方法,精確放置介電質材料和金屬柵極,能讓柵極包裹鰭片,用以控制通過通道的電子流。

點沙成金:Intel處理器製造全過程揭密

另一項發明則是將晶體管接觸層移動到有源柵極的正上方,為此需要讓柵極材料凹陷並填充絕緣介電材料,以防止發生短路。

接下來,要對柵極附近的電介質進行蝕刻、填充金屬、凹陷加工並加頂,以實現允許高密度接觸層幾何圖形的全新自對準工藝,然後選擇性地對介電材料進行蝕刻,僅暴露所需部分,以連接到第一條金屬線。

這一工藝是通過創新的通孔蝕刻和沈積方案完成的,可實現“有源柵極上接觸”。

最後,添加數十層金屬互連線來完成電路。

點沙成金:Intel處理器製造全過程揭密

經過1000多道複雜的工序後,最終才能進行晶圓的切粒和封裝,得到我們熟悉的處理器。

Intel強調,不斷創新的處理器封裝方式已經成為先進計算架構的關鍵特性,2D和3D封裝技術實現了新的封裝規格,並進一步提升了性能和能效。

點沙成金:Intel處理器製造全過程揭密

點沙成金:Intel處理器製造全過程揭密

.