半導體晶片是怎樣製造出來的，有哪些流程？

提到“半導體”時，人們馬上便會聯想到晶片，其在消費電子、通信系統、光伏發電、照明應用、電源轉換等等領域都有其活躍的身影。

那麼半導體晶片是怎麼被製造出來的呢？下麵我們就來簡單介紹下。

大致來說，製造半導體晶片分為生產晶圓、氧化、光刻、刻蝕、薄膜沉積、互連、測試、封裝這幾個步驟。

要獲得晶圓，首先要準備生產晶圓的材料，我們最常用的材料便是矽。自然界中矽砂很多，但矽砂中包含的雜質太多，不能直接拿來用，需要對它進行提煉。我們將提煉後得到的高純矽熔化成液體，然後利用提拉法得到原子排列整齊的晶錠，提拉法長出來的晶錠就是圓柱體，接著再將其切割成一定厚度的薄片。切割後獲得的薄片便是未經加工的“原料晶圓”。

此時它們表面凹凸不平，還需要先通過研磨和化學刻蝕工藝去除表面瑕疵，然後通過拋光形成光潔的表面，再通過清洗去除殘留污染物，即可獲得表面整潔的成品晶圓。

得到晶圓後，便來到第二步，氧化。

氧化過程的作用是在晶圓表面形成保護膜。將清潔完成後的晶圓置於800至1200攝氏度的高溫環境下，通過氧氣在晶圓表面的流動形成氧化層。它可以保護晶圓不受化學雜質影響、避免漏電電流進入電路、預防離子植入過程中的擴散以及防止晶圓在刻蝕時滑脫。

接著便開始第三步，光刻。

光刻是通過光線將電路圖案“印刷”到晶圓上，這期間需經過塗覆光刻膠、曝光和顯影三個步驟，我們可以將其理解為在晶圓表面繪製半導體製造所需的平面圖。電路圖案的精細度越高，成品晶片的集成度就越高，必須通過先進的光刻技術才能實現。

然後便是第四步，刻蝕。

在晶圓上完成電路圖的光刻後，就要用刻蝕工藝來去除任何多餘的氧化膜且只留下半導體電路圖。要做到這一點需要利用液體、氣體或等離子體來去除選定的多餘部分。

在刻蝕的過程中，還需經歷第五步，薄膜沉積。

為了創建晶片內部的微型器件，我們需要不斷地沉積一層層的薄膜並通過刻蝕去除掉其中多餘的部分，另外還要添加一些材料將不同的器件分離開來。每個電晶體或存儲單元就是通過這個過程一步步構建起來的。

通過晶圓的光刻、刻蝕和沉積工藝可以構建出電晶體等元件，但還需要將它們連接起來才能實現電力與信號的發送與接收，這便是第六步的互連。

連接好後便開始對半導體晶片進行測試。

測試的主要目的是檢驗半導體晶片的品質是否達到一定標準，從而消除不良產品、並提高晶片的可靠性。另外，經測試有缺陷的產品不會進入封裝步驟，有助於節省成本和時間，其次因為某些不良晶片是可以修復的。

最後便是對質量合格的晶片開始封裝。

整個封裝過程又分為五步，即晶圓鋸切、單個晶片附著、互連、成型和封裝測試。經過之前幾個工藝處理的晶圓上會形成大小相等的方形晶片。下麵要做的就是通過切割獲得單獨的晶片。剛切割下來的晶片很脆弱且不能交換電信號，需要單獨進行處理。這一處理過程就是封裝，包括在半導體晶片外部形成保護殼和讓它們能夠與外部交換電信號。

經歷過最後的封裝測試的晶片便是具有最終形態的晶片，它們將被運用到各行各業的產品中。

當然這也只是說大致分為這幾步，實際上半導體晶片的製造過程極為複雜且流程繁多，每一個流程又有許多其他工作，而且要求也極為嚴苛。

大家可以談談我國要自主生產高制程晶片，還有哪些技術難關要攻破。