刻蚀机|22岁小哥在车库手搓的CPU,竟然差点追上初代英特尔?( 二 )
印之前得有个模板,拿出提前设计好的电路图,把它放在紫外线光下,灯一照就把电路图印了上去了。
因为光刻胶对紫外线敏感,被紫外线照射过的地方光刻胶就溶解了,也就形成电路的雏形。
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上面这一步,你只要会用 Photoshop ,在家也能画出个电路图。
但是再往后的步骤,在家基本上不太可能完成了,因为,接下来就涉及到了光刻。
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众所周知,光刻机,最重要的就是光。
为了造出从 14nm 到 7nm 再到 5nm 甚至 3nm制程的芯片,我们就需要越来越短的紫外线波长。
这需要在纳米级别下,用 DUV 的光脉冲去连续两次打击液态金属锡,就可以激发出波长更短的 EUV,然后 EUV 就能刻出制程更小的芯片,就是下面这个动图。
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看不懂就对了,因为这事除了荷兰的那个阿斯麦,世界没有第二家公司能做出来。
但是,这哥们上亚马逊买了个投影仪,然后又弄个显微镜和投影仪组装起来,就做成了一台简易的 “ 光刻机 ” 。
用这台 “ 光刻机 ” 完成 “ 投影光刻 ” 后,小哥再把芯片放进化学试剂里,就能把原来的沟壑加深,使其刻在晶圆上,最后冲洗掉所有的光刻胶。
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这也就完成了初步蚀刻。
但到这步,这块芯片还是没有灵魂,因为它 “ 不导电 ” 。
下一步就是通过离子注入,赋予硅晶体管电特性,说白了就是让它导电,变成电线。
这时候就得用到另一个比光刻机还要复杂的玩意,刻蚀机。
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这玩意有多难造,举个刻蚀机灰尘控制的例子来说。
以常见的 5nm 制成的芯片为例,一片 12 寸的晶圆上,直径大于 20nm 的颗粒不能超过两个。
这就相当于青海省 72.23 万平方公里的土地上,只允许 2 粒葡萄大小的灰尘。
【 刻蚀机|22岁小哥在车库手搓的CPU,竟然差点追上初代英特尔?】刻蚀机可以在硅结构中注入硼或者磷,再嵌入一点铜做成导线中的“ 电芯 ”,就能让“ 电芯 ”其它晶体管连接。
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之后还得用气相沉积技术贴一层 “ 钢化膜 ” ,保护做好的电路不受腐蚀,更加坚固耐用。。
正儿八经的刻蚀机,需要用到专业的离子注入机和气相沉积技术。这种方法相当贵,甚至还有点危险,过程中会用到爆炸性气体硅烷。
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先不说危不危险,刻蚀机你就搞不到啊。。。所以,这哥们搬来了一个 “ 烤箱 ” 。
在这里,他运用了一种特别古早的高温扩散方式,也称为退火。
把蚀刻好且冲洗干净的晶圆放入 1000 摄氏度高温的专业 “ 烤箱 ” 里,烘烤 45 分钟,这样就可以把磷原子嵌入进去。
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最后再放入从二手市场淘来的真空机,给芯片 “ 贴个膜 ” ,第一层电路大功告成。
之后再往晶圆上面涂一层光刻胶,然后重复光刻、刻蚀、掺杂等上述步骤做出第二层电路,第三层电路。。。
这样子基本就把芯片搞定了。
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