CPU是人類智慧的杰作，作為半導(dǎo)體中使用得最多的硅元素來源于沙子，所以CPU的制作可以看作是一粒沙子的進化過程。

CPU是如何制作出來的？介紹一：將沙子制作成硅圓片

沙子的主要成分為二氧化硅，不過CPU中使用的硅純度要求達到99.999999999%，所以先要將二氧化硅還原成純度為98%的冶金級單質(zhì)硅，然后再提純出99.99%的多晶硅，但這還不算完，為了讓它更適合制作CPU，還要經(jīng)過不斷提純、形成固定一致形態(tài)的單晶硅。

接下來是要制作出單晶硅錠，它長下面那個樣子：

完成的單晶硅錠直徑約300mm，重約100kg。再將制作好的單晶硅錠切掉頭尾，并修整其直徑到標(biāo)準(zhǔn)值，然后將硅錠切割成均勻的晶圓：

為了讓切割后的晶圓表面光滑，還需要仔細研磨，然后拋光和加熱處理，總之讓它的表面成為無缺陷，這樣閃亮發(fā)光的硅圓片就制作出來了。

CPU是如何制作出來的？介紹二：前工程，制作帶有電路的芯片

完好的硅圓片可以投入到生產(chǎn)線上了，進入到涂抹光刻膠環(huán)節(jié)。這是集成電路制造工藝中的一項關(guān)鍵環(huán)節(jié)。需要將光刻膠滴在硅晶圓片上，均勻涂抹形成光刻膠薄膜，在溫度下固化為光刻膠薄膜。

接下來將涂好光刻膠的晶圓放入曝光機中進行掩模圖形的“復(fù)制”，掩模中有設(shè)計好的電路圖案，通過紫外線曝光在光刻膠層上形成相應(yīng)的電路圖案。

曝光后的晶圓還要進行顯影處理，通過噴射強堿性顯影液光刻膠會溶解于顯影液中，沒有被照射到的光刻膠圖案會保留下來，這就上是顯影，隨后會沖洗、熱處理等以蒸發(fā)水水分和固化膠。

通過蝕刻藥劑溶解掉暴露出來的晶圓部分，被光刻膠保護的部分再保留下來。

再通過氧等離子體對光刻膠進行灰化處理，清除光刻膠。這樣就完成了第一層設(shè)計好的電路圖案。

對于3D FinFET設(shè)計的晶體管，還需要重復(fù)前面的幾個步驟，以獲得3D晶體管。

然后在特定的區(qū)域，導(dǎo)入特定雜質(zhì)，雜質(zhì)擴散能控制導(dǎo)電類型（P結(jié)、N結(jié)）之外，還能控制雜質(zhì)濃度以及分布。目前主要是用離子注入法來完成雜質(zhì)擴散，也是超大規(guī)模集成電路中不可缺少的工藝。

這時可以清除掉殘留下來的光刻膠掩模，經(jīng)過離子注入單晶硅內(nèi)部小部分硅原子已經(jīng)被替換成“雜質(zhì)”元素，就能產(chǎn)生可自由電子或空穴。

至此，基本完成晶體管雛形，接下來需要在在硅晶圓表面全面地沉積氧化硅膜，形成絕緣層，并且需要在層間絕緣膜上開孔，這樣能引出導(dǎo)體電極。

接下來需要在晶圓表面上沉積銅層，形成場效應(yīng)管的源極、漏極、柵極，再在晶圓表面沉積一層絕緣層以能保護晶體管。

經(jīng)過這些復(fù)雜的過程，晶體管算是制作完成，后面需要做的就是把這些晶體管連接起來，通過覆蓋銅層、光刻掩模、蝕刻開孔等操作來實現(xiàn)，期間還要利用大馬士革法新的布線方式完成多層Cu立體化布線。

到了這一步，芯片電路基本完成，這中間需要幾百道不同精累化工藝加工，任何錯誤都會導(dǎo)致晶圓報廢。

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