真的没什么大不了的。首先你得到一堆硅。如果您要制作自己的薯片，一桶普通的沙滩沙子可以提供终身供应。这个星球上有很多硅，但大部分都与氧气如此烦人地结合在一起。你必须打破这些束缚，丢弃非硅材料，然后精炼剩下的东西。

你需要非常纯的硅来制造有用的芯片。仅仅将氧化硅熔炼成元素硅是远远不够的。这桶沙子主要是二氧化硅，但也会有少量其他矿物质、蜗牛壳（碳酸钙）、狗屎和其他任何东西。这些东西中的一些元素最终会出现在熔融的硅混合物中。为了摆脱这种情况，有多种方法，大多数方法都是非常小心地让硅在合适的温度和速率下结晶。这最终将大部分杂质推到了结晶边界的前面。如果你这样做的次数足够多，足够多的杂质会被推到锭的一端，而另一端可能足够纯净。可以肯定的是，你在满月时挥舞着一条死鱼，同时只想着纯粹的想法。如果后来发现你的薯条不好，那么一种可能是你把这一步搞砸了，用错误的鱼种来做鱼，或者你的想法不够纯洁。如果是这样，请从第一步开始重复。

一旦你有了纯晶体硅，你就差不多完成了，只需再走 100 步左右，一切都必须恰到好处。现在将您的纯硅切割成晶圆。也许这可以用台锯或其他东西来完成。请咨询 Sears，看看他们是否销售硅锭切割刀片。

接下来抛光晶片，使它们非常光滑。台锯片上的所有粗糙材料都需要清除。最好把它降低到一个波长左右的光。哦，不要让氧气进入开放表面。在完成抛光时，您必须向地下室注入一些惰性气体并屏住呼吸很长时间。

接下来你设计芯片。这只是在屏幕上将一堆门连接在一起并运行一些软件。要么花几百千美元，要么如果你有几十个人年的免费时间，就自己做。你可能可以做一个基本的布局系统，但你必须窃取一些商业机密才能做真正好的事情。想出真正聪明的算法的人花了很多 M$ 做这件事，所以不想免费提供所有很酷的部分。

一旦你有了布局，你就必须把它打印在面具上。这就像常规打印一样，除了几个数量级的细节。

在获得各种层和光刻步骤的掩模后，您需要将它们暴露在晶圆上。首先，您在光刻胶上涂抹厚厚的一层，确保其厚度均匀，在您将使用的光波长的一小部分范围内。然后你曝光和显影抗蚀剂。这会在晶圆的某些区域而不是其他区域留下抗蚀剂，就像指定的掩模一样。对于您想要在芯片中构建、蚀刻或扩散的每一层，您需要在非常精确控制的温度和时间下应用特殊化学品，通常是气体。哦，别忘了将晶圆上同一位置的每一层的掩模排成几 100 纳米或更好。为此，您需要真正稳定的双手。那天没有咖啡。哦，记住，没有氧气。

经过十几个掩膜步骤后，您的芯片几乎准备就绪。现在你可能应该测试每一个，找出哪些碰到了杂质或弄乱了。没有必要将它们放入包装中。为此，您将需要一些非常非常小的示波器探头。尽量不要呼吸，因为您将十几个探针放在它们的目标中，在您为此目的设计到芯片中的特殊垫子上的几微米范围内。如果您已经完成了钝化步骤，您可以在氧气环境中执行此操作，然后呼吸一下。

快完成了。现在你把晶片切成芯片，小心地扔掉你之前发现的那些不好的。也许你可以把它们拆开，或者看到它们，但你当然不能触摸晶片的顶部。

你现在有了芯片，但你仍然需要以某种方式连接到它们。在硅上焊接会弄得一团糟，而且烙铁也没有足够好的尖端。通常，您使用非常细的金焊线，这些焊线点焊在芯片上的焊盘和您决定使用的任何封装的引脚内部。拍打顶部并涂抹足够的环氧树脂以确保其保持关闭状态。

在那里，那还不错，是吗？

这个问题相当于问：“我想在我的地下室建造一架747喷气式客机，但我只需要图纸和原材料就可以做到。” 像这样的问题确实被问到这一事实表明，人们对现代半导体制造所涉及的复杂性和它所带来的纯粹创造性的认识是多么的少。

关于加工要了解的是，您从原材料中构建一切。晶片除外；你可以很容易地买到那些。但是一旦开始，您就可以随时对设备进行分层；这就像烤蛋糕一样。您可以通过单独订购发动机和碳复合材料来建造自己的飞机。但在这里你必须用原材料制造一切。甚至获得工作设备的制造复杂性也非常困难。

我只列出一小部分需要考虑的事情。

行业：

1. 在花费金钱、消耗人力或撰写论文、获得博士学位等方面，人类历史上任何其他导致制造产品的单一技术努力都付出了更多的努力。

   不考虑功能大小和功能，无论您将尝试什么，都需要注意以下事项。

清洁度：

1. 硅晶片是地球上曾经存在过的最纯净的物质之一。如果我使用标准的素晶片（通常用于 CMOS） - 掺杂剂密度为 1×10 ¹⁵个原子/cm ^-3。Si中有5×10 ²²个原子/cm ^-3。这意味着每 5000 万个硅原子就有一个掺杂原子。你真的需要专门的设备、处理和程序来维持它。$15 \: \Omega \cdot \text{cm}$

2. 在加工过程中，使用去离子 (DI) 水。它是如此纯净，以至于电阻以兆欧为单位测量。水中的污染物太少，以至于停止传导。半导体加工早期的主要污染物（由英特尔的安迪·格罗夫发现）是钠。CMOS 工艺对这种污染物非常敏感，以至于汗液中盐分中的钠（包含在平均拇指印中）足以污染 10,000 加仑（25,000 升）的去离子水。

3. 操作环境：每平方米的地面空间都必须在上下都有一个空气室，以使空气通过、过滤并带回。在标准工厂中，他们每天要输送数百万立方米的空气。实际上，每个晶圆厂包括三层楼，空气处理使用了底层和顶层，只有中间有人员/设备。似乎有点重要。

令人讨厌的立即杀死你的化学物质或更好的烧伤你的脸的类型：

1. 氢氟酸：透过玻璃吃，就是喜欢骨骼中所有美味的钙。如果滴在您的皮肤上，它会穿透皮肤（皮肤可渗透）并流向神经中的钙通道并流向骨骼。很痛苦。

2. 专用蚀刻化学品：让我们看看……我最喜欢的是一种叫做“Piranha etch”的东西。之所以这么叫，是因为它吃有机物，需要在 80 到 90°C 下运行，但也需要主动冷却，因为它有逃跑的趋势，并在沸腾的混乱中爆发。

3. 硅烷 - 一种发火气体 - 这意味着它会在有氧气的情况下燃烧并爆炸。它有毒，燃烧时会留下 SiO ₂蒸气——这意味着空气中充满了可能约为 900 °C 的微小玻璃微粒。这是一种较为温和的反应性气体，还有其他化学物质存在，当泄漏警报响起时，人们普遍认为运行没有意义：已经太晚了。

4. 掺杂剂：我们不要忘记允许创建 N 型和 P 型半导体的必要掺杂剂。硼、磷、砷、镓（不太常见）。

5. 让我们在这里停下来......否则它会太病态了。不，你别无选择，除非你认为你可以做得比数万亿美元的投资更好。

6. 一般来说，材料都必须是半导体级的。所以你必须在一个主要的中心，当地的供应商必须手头有材料。一些原材料必须在当地生产，因为您无法运送它们。

以下是有关所用设备的一些示例：

1. 真空泵：大多数过程在真空条件下运行。

2. 烤箱，您需要一个可以承受 1200°C 的烤箱，并注入各种化学物质，如硅烷和超纯氧等。

3. 注入器：大多数掺杂剂是通过改进的核加速器引入衬底的。好消息是它不能太强大，因为高于 3 MeV 的注入机往往会使基板具有放射性，因此它们不会将它们构建成太高的能量，但您仍然需要至少 1 MeV 的注入机。您可以选择不使用高能注入机，但随后您必须运行烘箱数小时以使掺杂剂扩散。

   最好的选择是购买二手设备。不幸的是，至少有 20 年没有人为 100 毫米和 150 毫米直径的晶圆设计和制造设备，而二手市场上还没有。各大学都储备了设备。我建议购买二手 200 毫米设备。真正的好消息是，现在只需 15% 的美元就能买到。因此，原本价值 1000 万美元的步进器（用于晶圆成像）现在只需 150 万美元。

家里有人这样做，但这有点像试图在你的后花园里建立一个太空计划。它比 3D 打印机要困难得多，并且涉及一些令人讨厌的化学反应和惊人的高精度工程。

https://code.google.com/p/homecmos/，虽然他们还没有真正生产出设备。

http://hackaday.com/2010/03/10/jeri-makes-integrated-circuits/：显然是一种具有多个晶体管的工作设备。

编辑：出于实际目的，如果您对电子学比化学更感兴趣，请开始学习 Verilog 和 FPGA。

在这个网站上，解释了制作微处理器的过程。尽管无法说明所需的 1500 个步骤中的每一个步骤，但都非常详细。