集成电路的制造

      集成电路的制造原材料就是我们身边平平无奇的石头，石头中存在制造集成电路的主要物质,也就是硅。我们通过初步研磨、多次提纯后获得晶硅。把晶硅放到高温熔炉里进行熔炼，熔炉里的硅原子此时全部处于游离状态，将一小块单晶硅与熔化硅的液面接触，使熔化硅的原子在这块籽晶周围按单晶硅原子排列结晶出来，形成越来越大的硅棒。

       下图为8英寸实物硅棒，其长度为129cm，重量为53.09kg，价值在30万元人民币左右。如果地球是用单晶硅组成的话，其杂质数量只有一个乒乓球这么大，是目前人类大规模生产使用纯净度最高的纯净物质。

       将其用钢锯或金刚石线锯切割后即得到晶圆片。晶圆尺寸越大，表示晶圆可产出的集成电路芯片数量越多，生产规模越大，生产效率越高，集成电路芯片成本越低，技术越先进，目前最主流的制造工艺尺寸为 12 英寸。

       有了晶圆以后，究竟那么小的芯片是怎样刻制上去的呢？--我们还需要以下环节：氧化、光刻、刻蚀、掺杂、离子注入、沉积等环节。首先，氧化即在精确控制温度与氧化氛围的高温炉里，使晶圆表面生长出一层绝缘可靠的二氧化硅薄膜。接下来进行光刻，即利用光刻胶感光后特性发生改变的原理，通过掩模板的传递，将图案刻制在晶圆上，整个过程就像是相机曝光的过程。刻蚀、掺杂、沉积等是制作晶体管、电阻电容等器件、形成数字型号等的必经过程。最终经过封装，集成电路的制造就算完成了。

       在上海集成电路科技馆内，可以通过芯片制造洁净工厂的幻影成像装置，来直观地了解到芯片的“出生地”。建设一座集成电路芯片制造工厂要投资至少数百亿元人民币，主体厂房是四层式的净化车间，支持厂房提供净化空气、特种气体、排气处理。