集成电路制造简介

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从1930年代开始，元素周期表中的化学元素中的半导体被研究者如贝尔实验室的William Shockley认为是固态真空管的最可能的原料。从氧化铜到锗，再到硅，原料在1940到1950年代被系统的研究。如今，尽管元素周期表的一些III-V价化合物如砷化镓应用于特殊用途如：发光二极管，激光，太阳能电池和最高速集成电路，单晶硅成为集成电路主流的基层。创造无缺陷晶体的方法用去了数十年的时间。

半导体IC制程，包括以下步骤，并重复使用：

黄光(微影）、蚀刻、薄膜、扩散、CMP

使用单晶硅晶圆（或III-V族，如砷化镓）用作基层。然后使用微影、扩散、CMP等技术制成MOSFET或BJT等组件，然后利用微影、薄膜、和CMP技术制成导线，如此便完成芯片制作。因产品性能需求及成本考量，导线可分为铝制程和铜制程。

IC 由很多重叠的层组成，每层由图像技术定义，通常用不同的颜色表示。一些层标明在哪里不同的掺杂剂扩散进基层（成为扩散层），一些定义哪里额外的离子灌输（灌输层），一些定义导体（多晶硅或金属层），一些定义传导层之间的连接（过孔或接触层）。所有的组件由这些层的特定组合构成。

在一个自排列（CMOS）过程中，所有门层（多晶硅或金属）穿过扩散层的地方形成晶体管。

电阻结构，电阻结构的长宽比，结合表面电阻系数，决定电阻。

电容结构，由于尺寸限制，在IC上只能产生很小的电容。

更为少见的电感结构，可以制作芯片载电感或由回旋器模拟。

因为CMOS设备只引导电流在逻辑门之间转换，CMOS设备比双级组件消耗的电流少很多。

随机存取存储器（random access memory）是最常见类型的集成电路，所以密度最高的设备是存储器，但即使是微处理器上也有存储器。尽管结构非常复杂－几十年来芯片宽度一直减少－但集成电路的层依然比宽度薄很多。组件层的制作非常像照相过程。虽然可见光谱中的光波不能用来曝光组件层，因为他们太大了。高频光子（通常是紫外线）被用来创造每层的图案。因为每个特征都非常小，对于一个正在调试制造过程的过程工程师来说，电子显微镜是必要工具。

在使用自动测试设备（ATE）包装前，每个设备都要进行测试。测试过程称为晶圆测试或晶圆探通。晶圆被切割成矩形块，每个被称为“die”。每个好的die 被焊在“pads”上的铝线或金线，连接到封装内，pads通常在die的边上。封装之后，设备在晶圆探通中使用的相同或相似的ATE上进行终检。测试成本可以达到低成本产品的制造成本的25%，但是对于低产出，大型和/或高成本的设备，可以忽略不计。

在2005年，一个制造厂（通常称为半导体工厂，常简称fab，指fabrication facility）建设费用要超过10亿美金，因为大部分操作是自动化的。

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