芯片和半導(dǎo)體有什么區(qū)別?芯片制造過程是怎樣的
本文中,小編將對(duì)芯片予以介紹,如果你想對(duì)它的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí),或者想要增進(jìn)對(duì)它的了解程度,不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。
一、芯片和半導(dǎo)體區(qū)別
(一)材料與結(jié)構(gòu)的比較
材料: 半導(dǎo)體通常指的是材料本身,如硅、鍺或砷化鎵。這些材料的電導(dǎo)性在導(dǎo)體和絕緣體之間。而芯片則是使用這些半導(dǎo)體材料制成的,包含了多個(gè)電子組件如晶體管、電阻等。
結(jié)構(gòu): 半導(dǎo)體本身是單一物質(zhì),而芯片是復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu),由多個(gè)半導(dǎo)體元件組成的集成電路。
(二)制造工藝的對(duì)比
半導(dǎo)體制造: 半導(dǎo)體制造涉及晶體生長、摻雜過程(以改變電導(dǎo)性),以及薄膜沉積等過程。這些步驟決定了半導(dǎo)體的基本物理特性。
芯片制造: 芯片的制造是一個(gè)更復(fù)雜的過程,包括光刻、蝕刻、摻雜、金屬化等多個(gè)步驟,用于在半導(dǎo)體晶片上構(gòu)建復(fù)雜的電路圖案。
在討論這些方面時(shí),各種參數(shù)如成本、效率、尺寸等都是重要考慮因素:
成本: 半導(dǎo)體材料的成本相對(duì)較低,但高端半導(dǎo)體(如砷化鎵)的成本可能較高。芯片的制造成本則更高,尤其是先進(jìn)的微處理器,可能需要數(shù)億美元的研發(fā)投入。
效率: 半導(dǎo)體的效率取決于其電導(dǎo)性和帶隙,而芯片的效率則取決于其設(shè)計(jì)和制造工藝。
尺寸: 半導(dǎo)體材料可以生產(chǎn)成大塊晶體,而芯片的尺寸通常以毫米計(jì),隨著技術(shù)進(jìn)步不斷縮小。
壽命: 高質(zhì)量的半導(dǎo)體材料可以持續(xù)數(shù)十年。相比之下,芯片的壽命除了取決于半導(dǎo)體材料,還受制造工藝和使用環(huán)境的影響。
二、芯片制造環(huán)節(jié)
芯片制造環(huán)節(jié)主要可以分為7個(gè)步驟:
1.制備晶圓的第一步,我們先將一層薄薄的非導(dǎo)電二氧化硅生長或沉積在晶圓的表面上。
2.緊接著第二步,硅晶圓在光刻前,先要涂種叫做光刻膠的光敏材料,然后再將硅晶圓放入光*刻*機(jī)內(nèi)。
3.接下來,使用包含所需圖案的遮罩將晶圓暴露在光線下,在光束的照射下,光罩的圖案就會(huì)印刻到光刻膠的涂層上。
4.圖案確認(rèn)準(zhǔn)確無誤后,就可以把晶圓從光*刻*機(jī)里面拿出來進(jìn)行烘烤和顯影,讓這個(gè)圖案固定住。然后再洗去多余光刻膠,讓部分涂層留出空白部分就行。
5.通過使用活性化學(xué)品從表面去除那層薄硅層。最后將多余的空白部分去掉,形成我們要的3D電路圖案。
這個(gè)過程形成的圖案被稱為“掩膜”,好的掩膜可以確保芯片的電路圖案精度和清晰度,從而提高芯片的性能和穩(wěn)定性。
6.這個(gè)步驟就是在洗去多余的光刻膠之前,需要使用離子轟擊硅晶圓從而改變其導(dǎo)電性,再洗去多余的光刻膠后,就會(huì)露出受影響和未受影響的圖案。
7.最后一步,開始切割晶圓。晶圓被切成小方塊,稱為”模具“。每個(gè)模具,包含數(shù)百萬個(gè)晶體管,再對(duì)模具進(jìn)行測(cè)試并切成單個(gè)芯片,然后將芯片進(jìn)行最后的封裝就可以運(yùn)送給一些生產(chǎn)計(jì)算機(jī)、電子產(chǎn)品的制造商了。
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