第 3 站：沉积、掺杂与金属化
刻好一层图案后，芯片进入「生长」阶段：长出新材料、掺入杂质、连上导线。晶体管不是「雕」出来的，而是「长」出来的。
沉积：长出新的一层
沉积（deposition）是在晶圆表面覆盖新材料的统称，两大流派：
- CVD（化学气相沉积，Chemical Vapor Deposition）：把含目标材料的气体通入反应腔，气体在晶圆表面发生化学反应，产物固化成膜。适合生长二氧化硅绝缘层、氮化硅、多晶硅等。
- PVD（物理气相沉积，Physical Vapor Deposition）：最常用的是溅射（sputtering）——用等离子体轰击靶材，把靶材原子「打飞」出来，落到晶圆表面成膜。适合沉积铜、铝、钛等金属。
沉积 + 光刻 + 蚀刻的组合可以玩出很多花样：先沉积一整层材料，再刻掉不需要的部分，就得到了任意形状的结构。
掺杂：给硅「调味」
纯硅本身导电性很差。让它成为半导体的关键，是掺入极少量的杂质原子——掺杂（doping）：
- 掺入磷、砷（五价元素）→ n 型硅，多出自由电子。
- 掺入硼（三价元素）→ p 型硅，多出「空穴」。
n 型与 p 型交界处就是 PN 结——二极管和晶体管的基础。现代工艺用离子注入（ion implantation）完成掺杂：把杂质原子电离、加速到高能量，像子弹一样射进硅晶格，再退火修复晶格损伤并激活杂质。离子注入的剂量和深度都可以精确控制，比老式的扩散法（把晶圆放在杂质气体里高温烘）精确得多。
金属化：连接上百亿个晶体管
晶体管都造好后，需要用导线把它们连成电路。这一步叫金属化（metallization），现代工艺的主角是铜：
- 铜不能像铝那样整层沉积后直接蚀刻（铜与硅的反应产物难去除），所以用大马士革工艺（Damascene process）：先刻出导线沟槽，再沉积铜填满沟槽，最后抛光去掉多余的铜。
- 一个先进芯片的互连结构有十几层金属，像一栋几十层的地下城市。层与层之间的垂直连接叫通孔（via）。
- 层数多是因为连线密度实在太高——上百亿个晶体管要互相通信，导线必须立体堆叠。
金属化完成后，芯片在晶圆上就真正「造完」了。但此时它还只是晶圆上的一个裸片，不能直接插进电路板——下一站，封装与测试。
一句话总结
沉积长材料（CVD/PVD）→ 离子注入掺杂质（n 型/p 型）→ 大马士革工艺铺铜线。晶体管是「长」出来的，导线是「填」出来的。
来源
- 磷/砷为 n 型、硼为 p 型掺杂剂：半导体物理基础（维基百科「Doping (semiconductor)」条目）
- 离子注入会损伤晶格、需退火修复：已核实（维基百科「离子注入」条目）
- 铜互连采用大马士革工艺：行业通识（维基百科「Damascene process」条目）