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要想造个芯片，首先，你得画出来一个长这样的玩意儿给Foundry（外包的晶圆制造公司）。再放大cool！我们终于看到一个门电路啦！这是一个NANDGate(与非门)，大概是这样:A，B是输入，Y是输出。其中蓝色的是金属1层，绿色是金属2层，紫色是金属3层，粉色是金属4层。那晶体管（更正，题主的"晶体管"自X年以后已经主要是MOSFET，即场效应管了)呢?仔细看图，看到里面那些白色的点吗？那是衬底，还有一些绿色的边框？那些是ActiveLayer，也即掺杂层。01然后Foundry是怎么做的呢？大体上分为以下几步：首先搞到一块圆圆的硅晶圆，就是一大块晶体硅，打磨的很光滑，一般是圆的。1、湿洗：用各种试剂保持硅晶圆表面没有杂质。2、光刻：用紫外线透过蒙版照射硅晶圆，被照到的地方就会容易被洗掉，没被照到的地方就保持原样。于是就可以在硅晶圆上面刻出想要的图案。注意，此时还没有加入杂质，依然是一个硅晶圆。3、离子注入：在硅晶圆不同的位置加入不同的杂质，不同杂质根据浓度/位置的不同就组成了场效应管。4.1、干蚀刻：之前用光刻出来的形状有许多其实不是我们需要的，而是为了离子注入而蚀刻的。现在就要用等离子体把他们洗掉，或者是一些第一步光刻先不需要刻出来的结构，这一步进行蚀刻。4.2、湿蚀刻：进一步洗掉，但是用的是试剂，所以叫湿蚀刻。以上步骤完成后，场效应管就已经被做出来啦～但是以上步骤一般都不止做一次，很可能需要反反复复的做，以达到要求。5、等离子冲洗：用较弱的等离子束轰击整个芯片。6、热处理，其中又分为：6.1、快速热退火：就是瞬间把整个片子通过大功率灯啥的照到摄氏度以上，然后慢慢地冷却下来，为了使得注入的离子能更好的被启动以及热氧化。6.2、退火6.3、热氧化：制造出二氧化硅，也即场效应管的栅极（gate）。7、化学气相淀积（CVD）：进一步精细处理表面的各种物质。8、物理气相淀积（PVD）：类似，而且可以给敏感部件加coating。9、分子束外延（MBE）：如果需要长单晶的话就需要这个。10、电镀处理11、化学/机械表面处理然后芯片就差不多了,接下来还要:12、晶圆测试13、晶圆打磨就可以出厂封装了。我们来一步步看:（1）上面是氧化层，下面是衬底（硅）——湿洗。（2）一般来说，先对整个衬底注入少量（10^10~10^13/cm^3）的P型物质（最外层少一个电子），作为衬底——离子注入。（3）先加入Photo-resist，保护住不想被蚀刻的地方——光刻。（4）上掩膜！就是那个标注Cr的地方，中间空的表示没有遮盖，黑的表示遮住了——光刻。（5）紫外线照上去，下面被照得那一块就被反应了——光刻。（6）撤去掩膜——光刻。（7）把暴露出来的氧化层洗掉，露出硅层（就可以注入离子了）——光刻。（8）把保护层撤去。这样就得到了一个准备注入的硅片，这一步会反复在硅片上进行（几十次甚至上百次）——光刻。（9）然后光刻完毕后，往里面狠狠地插入一块少量（10^14~10^16/cm^3）注入的N型物质，就做成了一个N-well(N-井)——离子注入。（10）用干蚀刻把需要P-well的地方也蚀刻出来。也可以再次使用光刻刻出来——干蚀刻。（11）将P型半导体上部再次氧化出一层薄薄的二氧化硅——热处理。（12）用分子束外延处理长出的一层多晶硅，该层可导电——分子束外延。（13）进一步的蚀刻，做出精细的结构。（在退火以及部分CVD）——重复3-8光刻+湿蚀刻。（14）再次狠狠地插入大量（10^18~10^20/cm^3）注入的P/N型物质，此时注意MOSFET已经基本成型——离子注入。（15）用气相积淀形成的氮化物层——化学气相积淀。（16）将氮化物蚀刻出沟道——光刻+湿蚀刻。（17）物理气相积淀长出金属层——物理气相积淀。（18）将多余金属层蚀刻——光刻+湿蚀刻。重复（17）-（18），长出每个金属层。哦对了，最开始那个芯片,大小大约是1.5mmx0.8mm。02细说一下光刻。题主问了：小于头发丝直径的操作会很困难，所以光刻（比如说nm）是怎么做的呢？比如说我们要做一个nm的门电路（90nmtechnology），那么实际上是这样的：这层掩膜是第一层，大概是10倍左右的DieSize。有两种方法制作：EmulsionMask和MetalMask。EmulsionMask：这货分辨率可以达到line/mm（其实挺差劲的，所以sub-micron，也即um级别以下的VLSI不用）。制作方法：首先，需要在Rubylith（不会翻译...)上面刻出一个比想要的掩膜大个20倍的形状，大概是真正制作尺寸的倍。这个形状就可以用激光什么的刻出来，只需要微米级别的刻度。然后：给！它！照！相！相片就是EmulsionMask！如果要拍的“照片”太大，也有分区域照的方法。MetalMask：制作过程：1、先做一个EmulsionMask，然后用EmulsionMask以及我之前提到的17-18步做MetalMask！瞬间有种Recursion的感觉有木有！！！2、Electronbeam：大概长这样：制作的时候移动的是底下那层，电子束不移动，就像打印机一样把底下打一遍。好处是精度特别高,目前大多数高精度的（nm技术）都用这个掩膜。坏处是太慢。做好掩膜后:FeatureSize=k*lamda/NAk一般是0.4，跟制作过程有关；lamda是所用光的波长；NA是从芯片看上去，放大镜的倍率。以目前的技术水平，这个公式已经变了，因为随着FeatureSize减小，透镜的厚度也是一个问题了。FeatureSize=k*lamda/NA^2恩，所以其实掩膜可以做的比芯片大一些。至于具体制作方法，一般是用高精度计算机探针+激光直接刻板。Photomask（掩膜）的材料选择一般也比硅晶片更加灵活，可以采用很容易被激光汽化的材料进行制作。还有一个很重要的点：浸没式光刻。浸没式光刻，利用了光波在液体中波长更短这一无比简单的原理，将摩尔定律延长了10年，人人都受益。光刻是芯片制造的核心步骤，年左右半导体业正在研究65纳米节点，业界主流都在使用纳米波长的光源，这已经是传统光学的极限。为了制造出更小的半导体器件，就要使用纳米的光源，就只能用十万美元一克的氟化钙镜头，折算下来镜头费用是芯片价值的一千倍。intel当年为此投入十亿美金却毫无结果，半导体业的未来一片昏暗。这时美国林肯国家实验室想到了一招，把芯片浸在水里光刻！水的折射率是1.33，光波长在水中是纳米，挑战迎刃而解。而这一办法与已有的工艺很容易兼容，改造成本也很低，业界立刻全盘接受。直到十几年后的今天14纳米节点，浸没式光刻仍然是主流方法，工程师们用上了折射率更高的液体，业界普遍认为10纳米工艺浸没式光刻还有生机。（来自知乎用户

又见山人）这个光刻的方法绝壁是个黑科技一般的点！直接把Lamda缩小了一个量级，Withnoextracost！你们说吼不吼啊！FoodforThought：Wikipedia上面关于掩膜的版面给出了这样一幅图，假设用这样的掩膜最后做出来会是什么形状呢？于是还没有人理Foodforthought...最终成型大概长这样：以上大部分附图,来自AnandTech：

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