半導體制造到底有多難?大陸千萬網紅李永樂老師這樣說

示意圖達志影像、Shutterstock)

大陸目前積極研發矽晶片,希望突破技術,避免被國外卡脖子」。不過,大陸高中物理老師李永樂過去曾經指出,晶片製作原理大家都很清楚,但是製作過程的確是很不容易。

李永樂,畢業北京大學物理系、北京清華大學電子工程研究所現任大陸高中物理老師,並且在Youtube從事「科普」,希望學生用最低成本學習到物理知識,目前在Youtube平臺有160萬訂閱者,介紹晶圓製造原理創下340萬次點閱。在大陸著名影音網站西瓜視頻」訂閱數達1300多萬人。

李永樂介紹,半導體材料是矽 (大陸稱「硅」),把二氧化矽(沙子融化,再還原成矽,左側參雜硼,右側參雜磷,矽有4個電子,硼有3個電子,形成「電洞導電型半導體」。磷有5個電子,形成「N型半導體」。當外加電壓時,左側加正極,右側加負極,才能讓電流通過;如果右側加正極、左側加負極,電流是流不回來,這就是「半導體PN結」,也就是「二級管」,具有單向導電性

不過,晶片到底怎麼製作?李永樂說明,先把矽錠切成矽片,首先在矽片塗一層光刻膠,進行光刻,用紫外線照射,光刻膠會發生變化。接下來進行化學腐蝕,有些地方會形成凹槽,就可以進行參雜,再把光刻膠洗掉,就可以製作半導體PN結。反覆做幾層,再用金屬沉積,聯電路,最後完成晶片,切下來進行封裝。

不過李永樂強調,其實製作原理大家都清楚,但是製作過程的確是很不容易。