图：芯片晶圆的构成
晶圆制备完成后，半导体的画布就形成了。后续半导体工艺由此开始。
二、氧化工艺：制作铠甲
在半导体电路中，除了用于可控导电的各种二极管、三极管外，还必须要用绝缘物质将不同的电路隔离开来。对于硅基元素来说，形成这种绝缘物质最方便的方法就是将硅进行氧化，形成二氧化硅（SiO2）了。
SiO2是自然界中常见的一种材料，也是玻璃的主要元素。SiO2材料的主要特点有：
- 具有高熔点和高沸点（分别为1713 º C和2950º C）
- 不溶于水和部分酸，溶于氢氟酸
- 具有良好的绝缘性、保护性和化学稳定性
由于以上特性，SiO2在芯片制备的多个步骤工艺中被反复使用。芯片工艺中的氧化工艺是在半导体制造过程中，在硅晶圆表面形成一层薄薄的SiO2层的过程。这层氧化层有以下作用：
- 作为绝缘层，阻止电路之间的漏电
- 作为保护层，防止后续的离子注入和刻蚀过程中对硅晶圆造成损伤
- 作为掩膜层，定义电路图案
图：氧化物在晶圆表面的保护作用
这些氧化层在半导体器件中也有举足轻重的作用。比如说CMOS器件中的重要结构：MOS（金属-氧化物-半导体）结构中用于金属和半导体之间绝缘的“氧化物”层（或称栅氧），就是采用氧化工艺制备的。另外，用于隔离不同CMOS器件的厚层氧化物场氧（Field Oxide）、SOI器件中用于隔离衬底与器件的绝缘隔离层，都是采用氧化工艺实现的SiO2材料。
氧化工艺的实现方法有多种，如热氧化、电化学阳极氧化等。其中最常用的是热氧化法，即在高温（800～1200℃）下，利用纯氧或水蒸汽与硅反应生成SiO2层。热氧化法又分为干法和湿法：
- 干法只使用纯氧，形成较薄、质量较好的氧化层，但生长速度较慢。
- 湿法使用纯氧和水蒸汽，形成较厚、密度较低的氧化层，但生长速度较快。
- 不同类型和厚度的SiO2可以满足不同功能和要求。
图：干法氧化和湿法氧化
在半导体工艺中，氧化工艺非常重要，它为后续的制造步骤提供了基础和保障。氧化层不仅可以隔离和保护硅晶圆，还可以作为掩膜层来定义电路图案。没有氧化层，半导体器件就无法实现高性能、高可靠性和高集成度。
SiO2和部分氧化物有透光特性，由于这些材料的厚度不同，就会对特定波长的光线产生衍射或反射，也就使芯片表面看上去五彩斑斓。所以芯片表面的颜色并不是真正的彩色，而是这些薄膜结构对光的反射或干涉。
图：五彩斑斓的晶圆表面
通过氧化工艺，脆弱的硅基晶圆就像穿上了一层“铠甲”。
三、光刻蚀刻：图案绘制
有了画布素材，终于可以任由芯片设计师挥毫泼墨，自由创作了。光刻和刻蚀步骤就是将芯片设计师所设计的图案，转移到晶圆片上的过程。
光刻：完成图案转移
光刻技术是一种将掩模板（Mask）上的图形转移到涂有光刻胶的晶圆片上的技术。光刻技术可以将半导体表面上特定的区域去除或者保留，从而构建半导体器件。
