Talaş üretimi
Çipin hammaddesinin ne olduğunu sorarsanız, herkes kolayca cevabı verecektir - silikondur. Bu yanlış değil, ama silikon nereden geliyor? Aslında, en dikkat çekici kum.' hayal etmek zor. Pahalı, karmaşık yapı, güçlü ve gizemli çip, temelde değersiz kumdan gelir. Tabii ki, arada karmaşık bir üretim süreci olmalı.
Cips üretimi için temel hammaddeler
Çipin hammaddesinin ne olduğunu sorarsanız, herkes kolayca cevabı verecektir - silikondur. Bu yanlış değil, ama silikon nereden geliyor? Aslında, en dikkat çekici kum.' hayal etmek zor. Pahalı, karmaşık yapı, güçlü ve gizemli çip, temelde değersiz kumdan gelir. Tabii ki, arada karmaşık bir üretim süreci olmalı. Ancak, hammadde olarak kullanılabilecek sadece bir avuç kum değildir. En saf silikon hammaddelerini ondan çıkarmak için dikkatle seçilmelidir. Cips yapmak için yeterli rezervlere sahip en ucuz hammaddelerin kullanıldığını düşünün, bitmiş ürünün kalitesi ne olurdu, hala yüksek performanslı bir işlemci kullanabilir misiniz?
Silisyumun yanı sıra, talaş üretimi için önemli bir malzeme metaldir. Şimdiye kadar, alüminyum işlemcilerin iç parçalarını yapmak için ana metal malzeme haline geldi, bakır yavaş yavaş ortadan kaldırıldı. Bu bazı nedenlerden kaynaklanmaktadır. Mevcut çip çalışma voltajında, alüminyumun elektromigrasyon özellikleri bakırdan önemli ölçüde daha iyidir. Elektromigrasyon problemi, bir iletken bölümünden çok sayıda elektron aktığında, iletken maddenin atomlarının elektronlardan etkilendiğini ve boş pozisyon bırakarak orijinal pozisyondan ayrıldığını ifade eder. Başka yerlerde kalmak, başka yerlerde kısa devreye neden olacak ve çipin mantıksal işlevini etkileyecek ve bu da çipi kullanılamaz hale getirecektir.
Birçok Northwood Pentium 4'ün yerini SNDS (North Wood Storm Sendromu) almıştır. Meraklılar Northwood Pentium 4'ü ilk overclock ettiğinde, başarıya ulaşmak için istekliydiler. Çip gerilimi büyük ölçüde arttığında, ciddi elektromigrasyon problemleri çipin felç olmasına neden oldu. Bu, Intel&# 39'un bakır bağlantı teknolojisi ile ilgili ilk deneyimidir ve açıkça biraz iyileştirilmesi gerekmektedir. Ancak öte yandan, bakır ara bağlantı teknolojisinin kullanılması talaş alanını azaltabilir. Aynı zamanda, bakır iletkenin düşük direnci nedeniyle, içinden geçen akım da daha hızlıdır.
Bu iki ana malzemeye ek olarak, çip tasarım sürecinde bazı kimyasal hammaddelere ihtiyaç vardır. Farklı roller oynarlar ve burada tekrarlanmazlar.
Talaş imalatının hazırlık aşaması
Gerekli hammaddelerin toplanması tamamlandıktan sonra, bu hammaddelerin bazılarının önceden işlenmesi gerekir. En önemli hammadde olarak silikonun işlenmesi çok önemlidir. Her şeyden önce, silikon hammaddelerinin kimyasal olarak saflaştırılması gerekir ve bu adım onları yarı iletken endüstrisi tarafından kullanılabilecek bir hammadde seviyesine getirir. Bu silikon hammaddelerinin entegre devre imalatının işleme ihtiyaçlarını karşılayabilmesi için şekillendirilmesi gerekir. Bu adım, silikon hammaddelerinin eritilmesi ve daha sonra büyük bir yüksek sıcaklık kuvars kabına sıvı silikon dökülmesi ile gerçekleştirilir.
Daha sonra, hammaddeler yüksek sıcaklıklarda eritilir. Ortaokul kimya dersinde, bir katı içindeki birçok atomun, silikon gibi kristal bir yapıya sahip olduğunu öğrendik. Yüksek performanslı işlemcilerin gereksinimlerini karşılamak için, tüm silikon hammaddesi oldukça saf ve tek kristal silikon olmalıdır. Daha sonra, silikon hammaddesi döner germe ile yüksek sıcaklıktaki kaptan çıkarılır ve silindirik bir silikon külçe üretilir. Şu anda kullanılan işlemden yola çıkarak, silikon külçenin dairesel kesitinin çapı 200 mm'dir. Ancak şimdi Intel ve diğer bazı şirketler 300 mm çapında silikon külçe kullanmaya başladı. Silikon külçenin çeşitli özelliklerini korurken kesit alanını arttırmak oldukça zordur, ancak şirket çalışmaya çalışmak için çok para yatırmaya istekli olduğu sürece, hala elde edilebilir. Intel&# 39'un 300 mm silikon külçe geliştirme ve üretim fabrikası yaklaşık 3,5 milyar ABD dolarına mal oldu. Yeni teknolojinin başarısı, Intel'in daha karmaşık ve güçlü işlevlere sahip entegre devreler üretmesini sağlıyor. 200 milimetre silikon külçe tesisi de 1.5 milyar dolara mal oldu. Talaş üretim süreci, silikon külçelerin dilimlenmesiyle başlar.
Tek kristal silikon külçe
Silikon külçeyi yaptıktan ve mutlak bir silindir olduğundan emin olduktan sonra, bir sonraki adım silindirik silikon külçeyi dilimlemektir. Dilim ne kadar ince olursa, o kadar az malzeme kullanılır ve doğal olarak daha fazla işlemci çipi üretilebilir. Dilimleme ayrıca yüzeyin tamamen pürüzsüz olmasını sağlamak için ayna kaplaması gerektirir ve daha sonra bozulma veya diğer sorunları kontrol edin. Kalite kontrolünün bu adımı özellikle önemlidir, bitmiş çipin kalitesini doğrudan belirler.
Yeni dilimleri, gerçek yarı iletken malzemelere dönüştürmek için bazı maddelerle katılmalıdır ve daha sonra üzerlerine çeşitli mantık işlevlerini temsil eden transistör devreleri yazılır. Katkılı malzeme atomları, silikon atomları arasındaki boşluklara girer ve atomik kuvvetler, silikon hammaddelerinin yarı iletken özelliklerine sahip olması için birbirlerine etki ederler. Günümüzde&# 39'un yarı iletken üretimi, bir CMOS sürecinden (tamamlayıcı metal oksit-yarı iletken) daha fazladır. Tamamlayıcı terimi, N-tipi MOS transistörleri ve yarı-iletkenlerdeki P-tipi MOS transistörleri arasındaki etkileşimi ifade eder. N ve P, elektronik proseste sırasıyla negatif elektrodu ve pozitif elektrodu temsil eder. Çoğu durumda, dilim bir P-tipi substrat oluşturmak için kimyasallarla katılır. Üzerinde belirtilen mantık devresi, nMOS devresinin özelliklerini takip edecek şekilde tasarlanmalıdır. Bu tip transistör daha yüksek alan kullanımına sahiptir ve daha enerji tasarrufludur. Aynı zamanda, çoğu durumda, pMOS transistörlerinin görünümü mümkün olduğunca sınırlı olmalıdır, çünkü üretim sürecinin sonraki aşamalarında N-tipi malzemelerin P-tipi alt tabakaya implante edilmesi gerekir ve bu işlem pMOS tüplerinin oluşumuna yol açacaktır.
Kimyasalların birleştirilmesi çalışmaları tamamlandıktan sonra standart dilimleme tamamlanır. Daha sonra her dilim yüksek sıcaklıktaki bir fırına yerleştirilir ve ısıtılır ve ısıtma süresi kontrol edilerek dilim yüzeyi üzerinde bir silikon dioksit filmi oluşturulur. Sıcaklığı, hava kompozisyonunu ve ısıtma süresini yakından izleyerek silika tabakasının kalınlığı kontrol edilebilir. Intel&# 39'un 90 nanometre üretim sürecinde, kapı oksit genişliği inanılmaz 5 atom kalınlığındadır. Bu katman geçit devresi aynı zamanda transistör geçit devresinin bir parçasıdır. Transistör kapı devresinin rolü, aralarındaki elektronların akışını kontrol etmektir. Kapı voltajının kontrolü yoluyla, giriş ve çıkış port voltajının boyutuna bakılmaksızın elektron akışı sıkı bir şekilde kontrol edilir. Preparatın son işlemi, silikon dioksit tabakası üzerinde ışığa duyarlı bir tabakayı örtmektir. Bu malzeme katmanı, aynı katmandaki diğer kontrol uygulamaları için kullanılır. Bu malzeme tabakası kuruduğunda iyi bir fotosensitiviteye sahiptir ve fotolitografi işlemi bittikten sonra kimyasal yöntemlerle çözülebilir ve çıkarılabilir.
fotogravür
Bu, mevcut talaş üretim sürecinde çok karmaşık bir adımdır. Neden öyle diyorsun? Fotoetching işlemi, ışığa duyarlı tabakadaki karşılık gelen skoru aşındırmak için belirli bir ışık dalga boyu kullanmak, böylece oradaki malzemenin kimyasal özelliklerini değiştirmektir. Bu teknolojinin, kullanılan kısa dalga boyu ultraviyole ışınları ve büyük eğrilik lenslerinin kullanılmasını gerektiren ışığın dalga boyu üzerinde son derece katı gereksinimleri vardır. Aşındırma işlemi ayrıca gofret üzerindeki lekelerden de etkilenir. Her aşındırma adımı karmaşık ve hassas bir işlemdir. İşlemin her bir basamağını tasarlamak için gereken veri miktarı 10 GB'lık birimlerle ölçülebilir ve her bir işlemciyi imal etmek için gereken aşındırma basamakları 20 adımdan fazladır (her katman aşındırılmıştır). Dahası, her katmanın kazınmış çizimleri birçok kez büyütülürse, tüm New York şehrinin haritasından ve banliyö aralığından daha da karmaşık olabilir. New York haritasının tamamını gerçek bir alana indirdiğinizi düşünün.sadece 100 milimetre kare. Çipte, bu çipin yapısının ne kadar karmaşık olduğunu hayal edebilirsiniz.
Tüm bu gravürler tamamlandığında, gofret ters çevrilir. Kısa dalga boyu ışığı, kuvars şablonu üzerindeki oyuk çentikten gofretin ışığa duyarlı katmanına ışınlanır ve daha sonra ışık ve kalıp çıkarılır. Dışarıya maruz kalan ışığa duyarlı tabaka malzemesi kimyasal yöntemlerle çıkarılır ve boş pozisyon altında silikon dioksit hemen üretilir.
Doping
Kalan ışığa duyarlı tabaka malzemesi çıkarıldıktan sonra, geriye kalan dolgu dolu açmanın silikon dioksit tabakası ve tabakanın altındaki açıkta kalan silikon tabakasıdır. Bu adımdan sonra başka bir silikon dioksit tabakası tamamlanır. Daha sonra, ışığa duyarlı bir tabakaya sahip başka bir polisilikon tabaka eklenir. Polisilikon başka bir tip kapı devresidir. Burada metal hammaddelerinin kullanılması nedeniyle (dolayısıyla metal oksit yarı iletkenleri adı), polisilikon, transistör kuyruk portundaki voltaj aktif olmadan önce kapıların oluşturulmasına izin verir. Işığa duyarlı katman ayrıca maske boyunca kısa dalga boyu ışığı ile dağlanır. Başka bir aşındırma işleminden sonra, gerekli tüm geçit devreleri temel olarak oluşturulmuştur. Daha sonra, maruz kalan silikon tabakası kimyasal olarak iyonlarla bombardımana tabi tutulur. Buradaki amaç bir N-kanalı veya P-kanalı oluşturmaktır. Bu doping işlemi tüm transistörleri ve aralarındaki devre bağlantısını oluşturur. Hiçbir transistörün bir girişi ve çıkışı yoktur ve iki uca port adı verilir.
Bu işlemi tekrarla
Bu adımdan, katman eklemeye, bir silikon dioksit katmanı eklemeye ve bir kez litografi yapmaya devam edeceksiniz. Bu adımları tekrarlayın ve sonra kullanmakta olduğunuz işlemcinin embriyonik durumu olan çok katmanlı üç boyutlu bir mimari var. Her katman arasında, katmanlar arasındaki iletken bağlantıyı yürütmek için metal kaplama teknolojisi kullanılır. Bugün&# 39'un P4 işlemcisi 7 kat metal bağlantı kullanırken Athlon64 9 kat kullanıyor. Kullanılan katman sayısı ilk mizanpaj tasarımına bağlıdır ve doğrudan nihai ürünün performans farkını temsil etmez.
Önümüzdeki birkaç hafta içinde, gofretler, mantık hataları olup olmadığını ve varsa hangi katmanda vb. Olup olmadığını görmek için gofretin elektriksel özelliklerinin test edilmesi de dahil olmak üzere tek tek test edilecektir. Bundan sonra, bir gofretteki bir problemi olan her yonga birimi, yonganın özel işleme ihtiyaçları olup olmadığını belirlemek için ayrı ayrı test edilecektir.
Daha sonra, tüm gofret ayrı işlemci yonga üniteleri halinde kesilir. İlk testte, testi geçemeyen birimler terk edilecektir. Kesilen bu yonga üniteleri, belirli bir arayüz spesifikasyonunun ana kartına düzgün bir şekilde yerleştirilebilmesi için belirli bir şekilde paketlenecektir. Çoğu Intel ve AMD işlemci bir ısı emici ile kaplıdır. İşlemcinin bitmiş ürünü tamamlandıktan sonra, bir dizi çip fonksiyon testi de gereklidir. Bu bölüm farklı ürün sınıfları üretecektir, bazı yongalar nispeten yüksek bir frekansta çalışır, bu nedenle yüksek frekanslı ürünlerin adı ve sayısı etiketlenir ve nispeten düşük çalışma frekanslarına sahip yongalar, diğer düşük frekanslı modellere göre modifiye edilir. Bu, farklı pazar konumlandırma işlemcisidir. Ve bazı işlemcilerin yonga işlevinde bazı eksiklikleri olabilir. Örneğin, önbellek işlevinde kusurlar vardır (bu kusur, çiplerin çoğunun felç olmasına neden olmak için yeterlidir), daha sonra bazı önbellek kapasitesinden korunur, performansı düşürür ve elbette ürünün fiyatını düşürür. Bu Celeron Ve Sempron'un kökeni.
Çipin paketleme işlemi tamamlandıktan sonra, birçok ürün önceki üretim sürecinde ihmal olmadığından emin olmak için başka bir test yapmak zorundadır ve ürün sapma olmadan spesifikasyonlara tam olarak uymaktadır.
Makale ve resimler internetten, varsaherhangi bir ihlal pls öncelikle silmek için bize ulaşın.
NeoDen, SMTreflow fırın, dalga lehim makinesi, alma ve yerleştirme makinesi, lehim pastası yazıcısı, PCB yükleyici, PCB boşaltıcı, yonga montajı, SMT AOI makinesi, SMT SPI makinesi, SMT X-Ray makinesi, SMT montaj hattı ekipmanı, PCB üretim EquipmentSMT yedek parça, vb ihtiyacınız olabilecek her türlü SMT makineleri, daha fazla bilgi için lütfen bize ulaşın:
Hangzhou NeoDen Technology Co, Ltd
Email:info@neodentech.com