一般來說，非半導(dǎo)體從業(yè)者，是見不到上圖的晶圓這個(gè)形態(tài)的，我們一般能見到的形態(tài)就是電路板上焊著的模塊，仔細(xì)觀察這些模塊，可以看到這些模塊表面是塑料包裹著的，并且在周邊伸出一小段金屬，并被焊接在電路板（PCB板）上，見下圖，上面焊接著大大小小不同大小的模塊，這些模塊與PCB板自身內(nèi)部電路組成了實(shí)現(xiàn)某種功能的一個(gè)系統(tǒng)，將這塊PCB板接到總電路或者直接接上電源和產(chǎn)品負(fù)載就可以工作了。

這些小的模塊塑料內(nèi)部核心就是作為半導(dǎo)體FAB廠工程師的全部工作內(nèi)容，它們就是來源于上圖的晶圓，這個(gè)晶圓上全部是其中的一種或者幾種模塊的重復(fù)結(jié)構(gòu)（由光刻版上圖形決定，以后會(huì)講到），這些成千上萬的重復(fù)結(jié)構(gòu)在完成晶圓廠的加工、測試合格后，會(huì)到封裝廠，用非常細(xì)的鋸（厚度幾十微米）將貼合在藍(lán)膜上的晶圓按照事先畫好的劃片道將晶圓上這些重復(fù)單元切割成獨(dú)立的單元，這些獨(dú)立的單元就是前面見到的塑料模塊內(nèi)的核心結(jié)構(gòu)die，每個(gè)核心結(jié)構(gòu)上都設(shè)置有不同數(shù)量的引線腳，這些引線腳的作用是留作引線焊接之用。

用金屬引線將這些引線腳與金屬框架焊接好，這樣，金屬框架就與晶圓上的重復(fù)單元做好了連線，但是這樣一個(gè)結(jié)構(gòu)直接焊接到PCB板上穩(wěn)定性不夠，無法在高低溫，高濕，震動(dòng)等發(fā)雜環(huán)境下保持穩(wěn)定，需要將這個(gè)結(jié)構(gòu)用塑料包裹固定起來，經(jīng)過塑封好的結(jié)構(gòu)，核心結(jié)構(gòu)得到了固定，控制了導(dǎo)熱，導(dǎo)電性能，再經(jīng)過嚴(yán)苛的篩選機(jī)制，即Final Test（FT）測試，以及抽樣reliability測試（可靠性測試），壽命一般要達(dá)到了10年以上（加應(yīng)力測試，并非測10年，屬于可靠性測試范疇，以后也會(huì)涉及，常見的有在增加應(yīng)力條件下測試168小時(shí)和1000小時(shí)兩種），滿足了FT測試的封裝樣品才會(huì)拿來使用。
不同系統(tǒng)級廠家針對自己需要的模塊，到相應(yīng)的模塊供應(yīng)商處購買封裝模塊，并焊接在PCB板上，再進(jìn)行PCB板系統(tǒng)級測試，上機(jī)測試，直到用戶產(chǎn)品使用跟進(jìn)反饋，如果用戶端短期內(nèi)未發(fā)現(xiàn)問題，則證明產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)，封裝，測試都是沒有問題的，一旦到用戶端短期內(nèi)發(fā)現(xiàn)問題，那么追查問題則變得非常困難，要一層一層確認(rèn)，損失也是最大的，所以，在最初晶圓上就把問題發(fā)現(xiàn)出來（如果是晶圓問題），通過測試將問題die篩選出來?xiàng)売?，?huì)減少非常多不必要的麻煩，這塊暫時(shí)不再深入探討，后面有機(jī)會(huì)再談，本文主要講述一個(gè)半導(dǎo)體產(chǎn)品的來龍去脈，讓新人有一個(gè)大體籠統(tǒng)的認(rèn)識，后面再慢慢展開。

其實(shí)還有一個(gè)非常關(guān)鍵的沒有講，就是晶圓的基底是怎么來的，經(jīng)過哪些過程才成為了劃片前的重復(fù)單元的，下面簡單介紹一下。

半導(dǎo)體晶圓按直徑大小不同分為6英寸，8英寸，12英寸，18英寸（現(xiàn)在還處于實(shí)驗(yàn)室階段），不同大小的晶圓又是從不同直徑的硅晶棒切割而來的，這些硅晶棒是襯底供應(yīng)商的主要工作內(nèi)容，制造單晶硅有兩種方法：直拉法和區(qū)熔法，這里只提一下兩種方法，具體方法不做詳細(xì)介紹，后面有機(jī)會(huì)進(jìn)一步介紹，硅晶棒拉好后，再經(jīng)過切割，研磨，拋光步驟，獲得生產(chǎn)用的硅襯底，有的需要在襯底上再用外延爐生長一層外延層，根據(jù)要求，可以制備N型或者P型外延。

下面簡單介紹一下如何利用硅襯底制造出器件。

半導(dǎo)體晶圓加工廠一般有4個(gè)模組：光刻，刻蝕，擴(kuò)散，薄膜，有的工廠會(huì)細(xì)分.。以一個(gè)二極管器件為例，講解一下如何生產(chǎn)一個(gè)二極管產(chǎn)品：我們在學(xué)習(xí)電路的時(shí)候，看到的二極管只是一個(gè)符號，實(shí)際在制造的時(shí)候要復(fù)雜得多，簡單的說，先要將符號轉(zhuǎn)換成版圖，然后將版圖制造成不同層次的光刻版，然后按不同的制造順序，將PN結(jié)先后制造到硅片上，在過程中，要用到微影光刻技術(shù)，還要用到離子注入，擴(kuò)散，刻蝕，薄膜等步驟，將PN結(jié)做到硅片上后，需要將PN結(jié)用導(dǎo)線引出來，才能給PN結(jié)加電壓，所以就需要用金屬層淀積到接觸孔里，然后留出做引線腳的窗口PAD，從描述可以知道，需要做5層光刻版，N型區(qū)，P型區(qū)， 接觸孔，金屬層，PAD區(qū)域，來定義不同層次空間位置，有的產(chǎn)品PN結(jié)的一個(gè)結(jié)用襯底做，就少了一層，這樣，經(jīng)過復(fù)雜的工藝步驟之后，最簡單的PN結(jié)二極管就做好了，后面再經(jīng)過之前講的封裝測試就可以焊接到電路板上了。

具體講解如下：

（1）制造二極管的光刻版：在玻璃基底上淀積一層鉻膜，芯片圖形就是由鉻膜形成的，對于工藝中不同層次的結(jié)構(gòu)，需要生成不同的光刻版，并且將各個(gè)圖形位置精確定位，光刻版一般由一個(gè)產(chǎn)品芯片重復(fù)構(gòu)成，有的為了節(jié)約成本，會(huì)放置多個(gè)產(chǎn)品；

（2）有了光刻版和硅片襯底，就可以開始加工芯片了，芯片的主體加工過程一般包括多次光刻步驟，光刻的原理比較簡單，類似于照相時(shí)將底片轉(zhuǎn)移到相紙上的過程，光刻版上的鉻層不透光，當(dāng)光線照射到光刻版上時(shí)，透光的區(qū)域光線穿過光刻版，按5:1的比例投影到涂有對光敏感的光刻膠的圓片上，光刻膠在特定波長的光線下發(fā)生反應(yīng)，使原本交聯(lián)的高分子有機(jī)物打開，在特定的顯影液作用下，這些打開了交聯(lián)鍵的有機(jī)物會(huì)被從圓片表面去除（正膠），留下未被光照射到的區(qū)域，形成芯片的特定區(qū)域，該區(qū)域經(jīng)過離子注入即形成PN結(jié)的一個(gè)區(qū)域，如P區(qū)；

（3）同樣的光刻步驟再來一次，再經(jīng)過離子注入形成PN結(jié)的另一個(gè)結(jié)N區(qū)；

（4）在離子注入之后，對圓片進(jìn)行高溫?cái)U(kuò)散工藝，可以將PN結(jié)濃度推到需要的程度，過程中一般會(huì)生長氧化層，然后一般會(huì)利用BOE（NH4.H20和HF酸的混合液體）將二氧化硅腐蝕掉；

（5）為了將PN結(jié)用金屬引出，需要將金屬與硅片之間隔離，一般用CVD（化學(xué)氣象沉積）的方法淀積一層氧化層，然后同樣光刻的方法，形成接觸孔的圖形，然后用干法或者濕法方法將接觸孔圖形對應(yīng)的氧化層去除掉；

（6）用PVD（物理氣相沉積）的方法在圓片 表面淀積一層金屬層，然后用光刻的方法形成金屬走線圖形，將不需要金屬的區(qū)域去除掉；

（7）作為一個(gè)半導(dǎo)體器件，需要防刮傷，防水汽等，因此需要在最表面淀積一層防護(hù)層，我們稱之為“鈍化層”，鈍化層淀積好后，前面講到的要留出一塊區(qū)域來作為封裝時(shí)與金屬框架做鍵合的窗口區(qū)域，一般叫PAD區(qū)域，因此同樣需要光刻工藝將該區(qū)域打開，通過干法刻蝕的方法將鈍化層去除，漏出該區(qū)域的金屬，為后面鍵合做準(zhǔn)備，一般最后在測試前需要做一步合金工藝，使金屬與硅片襯底形成良好的接觸，同時(shí)可以修復(fù)一些可動(dòng)電荷帶來的損傷，再經(jīng)過WAT/PCM測試合格后就完成了PN結(jié)芯片的全部加工步驟。

以上僅僅是簡單介紹一下一個(gè)芯片是如何加工的，具體會(huì)涉及到非常復(fù)雜的工藝步驟，后面有機(jī)會(huì)慢慢講解，本文僅僅是一個(gè)科普性質(zhì)的文章，作為半導(dǎo)體入門的準(zhǔn)備之用，想要做好半導(dǎo)體工程師，要學(xué)的東西還多著呢！