电脑芯片是由哪些金属组成

如果问及芯片的原料是什么，大家都会轻而易举的给出答案是硅。除去硅之外，制造芯片还需要一种重要的材料就是金属。目前为止，铝已经成为制作处理器内部配件的主要金属材料，而铜则逐渐被淘汰，这是有一些原因的，在目前的芯片工作电压下，铝的

电迁移

特性要明显好于铜。

多数人都知道，现代的CPU是使用硅材料制成的。硅是一种非金属元素，从化学的角度来看，由于它处于元素周期表中金属元素区与非金属元素区的交界处，所以具有半导体的性质，适合于制造各种微小的晶体管，是目前最适宜于制造现代大规模集成电路的材料之一。从某种意义上说，沙滩上的沙子的主要成分也是硅（二氧化硅），而生产CPU所使用的硅材料，实际上就是从沙子里面提取出来的。当然，CPU的制造过程中还要使用到一些其它的材料，这也就是为什么我们不会看到Intel或者AMD只是把成吨的沙子拉往他们的制造厂。同时，制造CPU对硅材料的纯度要求极高，虽然来源于廉价的沙子，但是由于材料提纯工艺的复杂，我们还是无法将一百克高纯硅和一吨沙子的价格相提并论。

制造CPU的另一种基本材料是金属。金属被用于制造CPU内部连接各个元件的电路。铝是常用的金属材料之一，因为它廉价，而且性能不差。而现今主流的CPU大都使用了铜来代替铝，因为铝的电迁移性太大，已经无法满足当前飞速发展的CPU制造工艺的需要。所谓电迁移，是指金属的个别原子在特定条件下（例如高电压）从原有的地方迁出。

很显然，如果不断有原子从连接元件的金属微电路上迁出，电路很快就会变得千疮百孔，直到断路。这也就是为什么超频者尝试对Northwood Pentium 4的电压进行大幅度提升时，这块悲命的CPU经常在“突发性Northwood死亡综合症（Sudden Northwood Death Syndrome，SNDS）”中休克甚至牺牲的原因。SNDS使得Intel第一次将铜互连（Copper Interconnect）技术应用到CPU的生产工艺中。铜互连技术能够明显的减少电迁移现象，同时还能比铝工艺制造的电路更小，这也是在纳米级制造工艺中不可忽视的一个问题。

不仅仅如此，铜比铝的电阻还要小得多。种种优势让铜互连工艺迅速取代了铝的位置，成为CPU制造的主流之选。除了硅和一定的金属材料之外，还有很多复杂的化学材料也参加了CPU的制造工作。

准备工作

解决制造CPU的材料的问题之后，我们开始进入准备工作。在准备工作的过程中，一些原料将要被加工，以便使其电气性能达到制造CPU的要求。其一就是硅。首先，它将被通过化学的方法提纯，纯到几乎没有任何杂质。同时它还得被转化成硅晶体，从本质上和海滩上的沙子划清界限。

在这个过程中，原材料硅将被熔化，并放进一个巨大的石英熔炉。这时向熔炉里放入一颗晶种，以便硅晶体围着这颗晶种生长，直到形成一个几近完美的单晶硅。如果你在高中时把硫酸铜结晶实验做的很好，或者看到过单晶冰糖是怎么制造的，相信这个过程不难理解。同时你需要理解的是，很多固体物质都具有晶体结构，例如食盐。CPU制造过程中的硅也是这样。小心而缓慢的搅拌硅的熔浆，硅晶体包围着晶种向同一个方向生长。最终，一块硅锭产生了。

现在的硅锭的直径大都是200毫米，而CPU厂商正在准备制造300毫米直径的硅锭。在确保质量不变的前提下制造更大的硅锭难度显然更大，但CPU厂商的投资解决了这个技术难题。建造一个生产300毫米直径硅锭的制造厂大约需要35亿美元，Intel将用其产出的硅材料制造更加复杂的CPU。而建造一个相似的生产200毫米直径硅锭的制造厂只要15亿美元。作为第一个吃螃蟹的人，Intel显然需要付出更大的代价。花两倍多的钱建造这样一个制造厂似乎很划不来，但从下文可以看出，这个投资是值得的。硅锭的制造方法还有很多，上面介绍的只是其中一种，叫做CZ制造法。

硅锭造出来了，并被整型成一个完美的圆柱体，接下来将被切割成片状，称为晶圆。晶圆才被真正用于CPU的制造。一般来说，晶圆切得越薄，相同量的硅材料能够制造的CPU成品就越多。接下来晶圆将被磨光，并被检查是否有变形或者其它问题。在这里，质量检查直接决定着CPU的最终良品率，是极为重要的 够完美吧

简介:

微电路又称微电路，是半导体元器件的总称。是指带有集成电路的硅片，是计算机或其他电子设备的一小部分。

制造过程:

(1)芯片的原料晶圆

晶圆的成分是硅，硅是用石英砂提炼的，晶圆是用硅元素提纯的(99999%)。然后将纯硅制成硅锭，成为制造集成电路应时半导体的材料。切片它是芯片制造特别需要的晶片。晶圆越薄，生产成本越低，但对工艺的要求越高。

(2)晶片涂层

晶圆涂层可以抗氧化和耐温，其材料是一种光刻胶。

(3)晶片光刻显影和刻蚀

在这个过程中，使用了对紫外线敏感的化学物质，也就是说，它们在紫外线照射下会变软。通过控制遮光板的位置可以获得芯片的形状。在硅片上涂覆光刻胶，使其在紫外光照射下溶解。这时候可以用第一个遮光，让被紫外线直接照射的部分溶解，然后用溶剂洗掉溶解的部分。剩下的就是和树荫一样的形状，这种效果正是我们想要的。这样就得到了我们需要的二氧化硅层。

(4)加入杂质

将离子注入晶片以产生相应的P和N半导体。

(5)晶圆测试

在上述过程之后，在晶片上形成晶格颗粒。每个晶粒的电特性通过针测试来测试。一般每个芯片所拥有的晶粒数量都是巨大的，组织一次针测模式是一个非常复杂的过程，需要尽可能量产相同芯片规格的模型。数量越大，相对成本越低，这也是主流芯片器件成本低的原因之一。

(6)包装

制作晶圆固定，引脚绑定，根据需要制作各种封装形式，这就是为什么同一个芯片芯可以有不同的封装形式。如迪普、QFP、PLCC、QFN等。这主要是由用户的应用习惯、应用环境、市场形态等外部因素决定的。

不管是不是电子产品爱好者，相信大相信大多数人都会这样做ldquo;芯片rdquo;这个词并不陌生，从电视、冰箱、空调到手机、手表、剃须刀，几乎我们周围的每个角落都有它。但无论什么设备，芯片的形状都是矩形的。为什么芯片不是圆形或其他形状的

要解释这个问题，必须从芯片制造开始。

芯片制造主要有四个过程。

上游的。IC设计公司根据要求设计电路图，硅晶圆制造公司制造硅晶圆。IC制造公司将设计的电路图移植到硅晶圆上，最后将晶圆送到下游IC封装厂进行封装试验。

芯片是矩形的主要原因是晶圆生产过程。

芯片的主要成分是硅，将微不足道的沙子变成比黄金更贵的芯片，首先是硅的初始纯化，通过高温加热、纯化、过滤等过程，从二氧化硅中提出高纯度多晶硅，然后将多晶硅变成高纯度、结构稳定、电性能好，适合单晶硅芯片。该系列过程主要用于1918年前苏联科学家切克劳斯基发明的直拉晶体生长法。

根据CZ从硅砂中提取多晶硅后，将其在石英坩埚中高温熔化，然后用小种子晶体或晶体种子放入溶液中。硅溶液遇到单晶硅种子后，会在硅种子的尾部有序生长。通过控制旋转和提升速率，可以从溶液中拉出不同尺寸的单晶硅棒。因为是旋转提升，拉出来的单晶硅棒是圆柱形的，切出来的硅片也是圆形的，也就是说ldquo;晶圆rdquo;。芯片是从晶圆中切割出来的。

单晶硅的生产过程如此复杂，作为一种商品，芯片越多越好。因此，将芯片切成正方形成为利益最大化的选择。

所以问题是，如果单晶硅棒是用其他方法做成其他形状的，芯片能做成其他形状吗

如果不考虑实际收入，理论上将单晶硅棒制成其他形状是可行的。因为除了直拉法，还有其他生产硅棒的方法，比如区熔法。但即使生产其他形状的硅棒，由于后续工艺，切割的硅片也只能是圆的。

因为切割硅片后，在光刻之前，需要在硅片上涂上光刻胶。目前，行业广泛应用于行业。ldquo;甩胶法rdquo;简单来说，就是在硅片的中心涂上刻胶，然后旋转硅片。如果硅片是其他形状，很可能会导致一些地方胶水多，一些地方胶水少，涂抹不均匀。这种情况不会发生在任何方向的轴对称圆中。

因此，即使制造出其他形状的单晶硅棒，最有利可图的方法是将硅片切成圆形，从中切割出来的芯片自然是方形最有利可图的。

此外，水平和垂直的切割方法也使方形的产量最高，曲线切割对机器的精度要求更高，成本更高，收益大于损失。

综上所述，

单晶硅棒的生产方法决定了硅片的形状为圆形，圆形硅片决定了芯片的形状为方形。此外，后续的加工工艺，包括光刻胶和光刻胶，都是基于ldquo;晶圆rdquo;标准设计，所以方形芯片是最大的效益。

当然，未来还会有其他形状的硅片和芯片吗从目前的情况来看，可以有，但没有必要。

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