微处理器是怎样制造出来的

微处理器是怎样制造出来的

1.第一层.
您取出一张利用激光器刚刚从类似干香肠一样的硅柱上切割下来的硅片，它的直径约为20cm。英特尔可以在每一硅片上制作数百个微处理器。每一个微处理器都不足一平方厘米。这儿我们所看到的是一片晶片上的一个微处理器。一个硅片上的一个微处理器。2.硅片镀膜
在硅片表面增加一层由我们的老朋友二氧化硅(SiO2)构成的绝缘层。这是通过微处理器导电的基础。3.光刻胶
随后在其上镀上一种称为“光刻胶”的材料。这种材料在经过紫外线照射后会变软、变粘。4.光刻掩模
在我们考虑制造工艺前很久，就早有一非常聪明的人士一定要设计出微处理器，并且想尽方法使其按他们的设计意图工作。微处理器电路设计的照相掩模贴放在光刻胶的上方。5.曝光.
于是将掩模和硅片曝光于紫外线。这就象是放大机中的一张底片。该掩模允许光线照射到硅片上的某区域而不能照射到另一区域，这就形成了该设计的潜在映像。 6.刻蚀. 采用一种溶液将光线照射后完全变软变粘的光刻胶“块”除去，这就露出了其下的二氧化硅。本工艺的最后部分是除去曝露的二氧化硅以及残余的光刻胶。对每层电路都要重复该光刻掩模和刻蚀工艺，有时重复多达20次，这得由所生产微处理器的复杂程度来确定。尽管所有这些听起来象来自“星球大战”的高科技，但刻蚀实际上是一种非常古老的工艺。几个世纪以前，该工艺最初是被艺术家们用来在纸上、纺织品上甚至在树木上创作精彩绘画的。在微处理器的生产过程中，该照相刻蚀工艺可以依照电路图形刻蚀成导电细条，其厚度比人的一根头发丝还细许多倍。7.掺杂.现在我们从硅片上已曝露的区域开始，首先倒入一化学离子混合液中。这一工艺改变掺杂区的导电方式，使得每个晶体管可以通、断、或携带数据。将此工艺一次又一次地重复，以制成该微处理器的许多层。不同层可通过开启窗口联接起来。电子以高达400MHz或更高的速度在不同的层面间流上流下，窗口是通过使用掩膜重复掩膜、刻蚀步骤开启的。窗口开启后就可以填充他们了。窗口中填充的是种最普通的金属－铝。8.完工的晶体管把它接入自动测试设备中，这个设备每秒可作一万次检测，以确保它能正常工作。在通过所有的测试后必须将其封入一个陶瓷的或塑料的封壳中，这样它就可以很容易地装在一块电路板上了。 在Intel微处理器工厂的内部
目前Intel具有14家芯片制造厂。这是一项缓慢且耗资巨大的任务。为何如此昂贵? 尽管微处理器的基本原料是沙子，但工厂内空气中的一粒灰尘就可能毁掉成千上万的芯片。因此生产微处理器的环境需非常干净。事实上，工厂中生产芯片的超净化室比医院内的手术室还要洁净1万倍。“一级”的超净化室最为洁净，每平方英尺只有一粒灰尘。为达到如此一个无菌的环境而采用的技术多令人难以置信。在每一个超净化室里，空气每分钟要彻底更换一次。空气从天花板压入，从地板吸出。净化室内部的气压稍高于外部气压。这样，如果净化室中出现裂缝，那么内部的洁净空气也会通过裂缝溜走－防止受污染的空气流入。但是这只是事情一半。工作人员又是如何在超净化室中工作的呢？在芯片制造厂里，Intel有上千名员工。他们都穿着特殊的称为“兔装”的工作服。兔装是由一种特殊的非棉绒、抗静电纤维制成的，它可以防止灰尘、脏物和其它污染损坏生产中的计算机芯片。这兔装有适合每一个人的各种尺寸以及一系列颜色，甚至于白色。员工可以将兔装?copy;在普通衣服的外面，但必须经过含有54个单独步骤的严格着装程序。您每一次进入和离开超净化室都必须重复这个程序。因此，您一?copy;进入净化室就会停留一阵。兔装中将有许多不同的部分可以将您用显微镜才能看见的皮屑、头发、唾沫星、灰尘、砂石和尘垢的微小颗粒罩在兔装内。兔装的手术面罩可以罩住面部的毛发。头罩是种类似浴帽的东西。齐膝的靴子套在塑料鞋罩的外面。在戴过程中戴上尼龙手套以防止弄脏您的兔装。兔装的主体是一个长袖长裤腿的“整体”设计。您身体的任一部分都不能曝露在外面。接着是您的隔离系统头盔。该头盔可以过滤您呼出的空气以免直接进入净化室。呼出的气体由连接在您皮带上的一个小型压缩机吸收。皮带上带有压缩机和电池组，可以使用4－6个小时。为了保护眼睛，每个人在头盔下都必须佩戴某种类型的眼睛保护装置。最后一项是您的乳胶手套，可以防止油或灰垢靠近任何高度敏感的微处理器区域。在制造车间里，英特尔的技术专家们切割硅片，并准备印刻电路模板等一系列复杂程序。这个步骤将硅片变成了一个半导体，它可以象晶体管一样有打开和关闭两种状态。这些打开和关闭的状态对应于数字电码。把成千上万个晶体管集成在英特尔的微处理器上，能表示成千上万个电码，这样您的电脑就能处理一些非常复杂的软件公式了。 资料来源：硬件学堂