Produksjon av brikker
Hvis du spør hva som er råvaren til brikken, vil alle lett gi svaret - det er silisium. Dette er ikke usant, men hvor kommer silisium fra? Det er faktisk den mest umerkelige sanden. Det er vanskelig å forestille seg&# 39. Den dyre, kompliserte strukturen, kraftige og mystiske brikken kommer fra sanden som i utgangspunktet er verdiløs. Selvfølgelig må det være en komplisert produksjonsprosess i mellom.
Grunnleggende råvarer for produksjon av flis
Hvis du spør hva som er råvaren til brikken, vil alle lett gi svaret - det er silisium. Dette er ikke usant, men hvor kommer silisium fra? Det er faktisk den mest umerkelige sanden. Det er vanskelig å forestille seg&# 39. Den dyre, kompliserte strukturen, kraftige og mystiske brikken kommer fra sanden som i utgangspunktet er verdiløs. Selvfølgelig må det være en komplisert produksjonsprosess i mellom. Det er imidlertid ikke bare en håndfull sand som kan brukes som råvarer. Det må velges nøye for å trekke ut de reneste silisiumråvarene. Tenk om de billigste råvarene med tilstrekkelige reserver ble brukt til å lage chips, hva ville være kvaliteten på det ferdige produktet, kan du fortsatt bruke en høyytelsesprosessor som nå?
I tillegg til silisium, er et viktig materiale for fremstilling av flis metall. Så langt har aluminium blitt det viktigste metallmaterialet for å lage interne deler av prosessorer, mens kobber gradvis blir eliminert. Dette skyldes noen årsaker. Ved dagens spenningsoperasjonsspenning er elektromigreringsegenskapene til aluminium betydelig bedre enn kobber. Det såkalte elektromigreringsproblemet refererer til når et stort antall elektroner strømmer gjennom en seksjon av leder, atomene i lederstoffet påvirkes av elektronene og forlater den opprinnelige posisjonen, og etterlater ledige stillinger. Å bo på andre steder vil føre til kortslutning andre steder og påvirke den logiske funksjonen til brikken, noe som vil gjøre brikken ubrukelig.
Dette er grunnen til at mange Northwood Pentium 4 er erstattet med SNDS (North Wood Storm Syndrome). Da entusiaster først overklokket Northwood Pentium 4, var de ivrige etter å oppnå suksess. Da brikkespenningen ble kraftig økt, forårsaket alvorlige elektromigrasjonsproblemer brikken Paralysert. Dette er Intel' s første erfaring med kobberforbindelsesteknologi, og den trenger helt klart en viss forbedring. Men på den annen side kan bruk av kobberforbindelsesteknologi redusere brikkeområdet. På grunn av kobberlederens lavere motstand er strømmen som går gjennom den også raskere.
I tillegg til disse to hovedmaterialene, er det nødvendig med noen typer kjemiske råvarer i chip-prosessen. De spiller forskjellige roller og vil ikke bli gjentatt her.
Forberedelsesstadiet for brikkeproduksjon
Etter at innsamlingen av nødvendige råvarer er fullført, må noen av disse råvarene forbehandles. Som det viktigste råstoffet er prosessering av silisium avgjørende. Først av alt, silisiumråvarer må renses kjemisk, og dette trinnet bringer dem til et råstoffnivå som kan brukes av halvlederindustrien. For at disse silisiumråvarene skal dekke behandlingsbehovene for integrert kretsproduksjon, må de også formes. Dette trinnet oppnås ved å smelte silisiumråstoffene og deretter helle flytende silisium i en stor kvartsbeholder med høy temperatur.
Deretter smeltes råvarene ved høye temperaturer. Vi lærte i kjemiklassen på ungdomsskolen at mange atomer i et fast stoff har en krystallinsk struktur, det samme gjelder silisium. For å oppfylle kravene til høyytelsesprosessorer, må hele silisiumråstoffet være meget rent og enkeltkrystallisisium. Deretter tas silisiumråmaterialet ut fra høye temperaturbeholderen ved roterende strekking, og en sylindrisk silisiumgryte produseres. Basert på prosessen som for øyeblikket er brukt, er diameteren på det sirkulære tverrsnittet av silisiumgryten 200 mm. Men nå har Intel og noen andre selskaper begynt å bruke silisium-ingots med diameter 300 mm. Det er ganske vanskelig å øke tverrsnittsområdet mens man beholder de forskjellige egenskapene til silisiumgryten, men så lenge selskapet er villig til å investere mye penger for å studere, kan det fortsatt oppnås. Intel' s fabrikk for utvikling og produksjon av 300 mm silisium ingots koster rundt 3,5 milliarder dollar. Suksessen med den nye teknologien gjør det mulig for Intel å produsere integrerte kretsløp med mer komplekse og kraftige funksjoner. 200-millimeter silisium-ingotsanlegget kostet også 1,5 milliarder dollar. Produksjonsprosessen for brikkene begynner med skiver av silisium-ingots.
Enkelkrystall silisiumgryte
Etter å ha laget silisiumguten og sørget for at den er en absolutt sylinder, er neste trinn å skive den sylindriske silisiumguten. Jo tynnere skiven, jo mindre materiale blir brukt, og det kan naturlig produseres flere prosessorbrikker. Skivering krever også speilbehandling for å sikre at overflaten er helt glatt, og deretter kontrollere for forvrengning eller andre problemer. Dette trinnet med kvalitetskontroll er spesielt viktig, det bestemmer direkte kvaliteten på den ferdige brikken.
Nye skiver må doperes med noen stoffer for å gjøre dem til ekte halvledermaterialer, og deretter blir transistorkretser som representerer forskjellige logiske funksjoner skrevet på dem. Atomene med dopet materiale kommer inn i hullene mellom silisiumatomene, og atomkreftene virker på hverandre slik at silisiumråstoffene har egenskapene til halvleder. I dag er' s halvlederproduksjon mer en CMOS-prosess (komplementær metalloksyd-halvleder). Begrepet komplementær refererer til samspillet mellom N-type MOS-transistorer og P-type MOS-transistorer i halvledere. N og P representerer henholdsvis den negative elektroden og den positive elektroden i den elektroniske prosessen. I de fleste tilfeller er skiven dopet med kjemikalier for å danne et underlag av P-type. Den logiske kretsen som er skrevet på den, må være designet for å følge egenskapene til nMOS-kretsen. Denne typen transistor har høyere plassutnyttelse og er mer energieffektiv. Samtidig, i de fleste tilfeller, må utseendet til pMOS-transistorer begrenses så mye som mulig, fordi i de senere stadier av produksjonsprosessen må materialer av N-type implanteres i P-type underlag, og dette prosess vil føre til dannelse av pMOS-rør.
Etter at arbeidet med inkorporering av kjemikalier er fullført, er standard skiver fullført. Deretter blir hver skive plassert i en ovn med høy temperatur og oppvarmet, og en silisiumdioksydfilm genereres på skiveoverflaten ved å kontrollere oppvarmingstiden. Ved nøye å overvåke temperaturen, luftsammensetningen og oppvarmingstiden, kan tykkelsen på silikasjiktet kontrolleres. I Intel' s 90-nanometer produksjonsprosess er gateoksydbredden så liten som fantastiske 5 atomer tykk. Denne laggrindkretsen er også en del av transistorportkretsen. Rollen til transistorportkretsen er å kontrollere strømmen av elektroner mellom dem. Gjennom kontrollen av portspenningen kontrolleres strømmen av elektroner strengt, uavhengig av størrelsen på inngangs- og utgangsportens spenning. Den endelige prosessen med preparatet er å dekke et lysfølsomt lag på silisiumdioksydlaget. Dette materiallaget brukes til andre kontrollapplikasjoner i samme lag. Dette materiallaget har god lysfølsomhet når det tørkes, og etter at fotolitografiprosessen er over, kan det oppløses og fjernes ved kjemiske metoder.
Photoetching
Dette er et veldig komplisert trinn i den nåværende brikkeproduksjonsprosessen. Hvorfor sier du det? Fotograferingsprosessen er å bruke en viss bølgelengde av lys for å etse den tilsvarende poengsummen i det lysfølsomme laget, og derved endre de kjemiske egenskapene til materialet der. Denne teknologien har ekstremt strenge krav til bølgelengden til det brukte lyset, noe som krever bruk av korte bølgelengde ultrafiolette stråler og store krumningsobjektiver. Etseprosessen påvirkes også av flekker på skiven. Hvert trinn i etsing er en kompleks og delikat prosess. Mengden data som kreves for å designe hvert trinn i prosessen kan måles i enheter på 10 GB, og etsetrinnene som kreves for å produsere hver prosessor er mer enn 20 trinn (hvert lag er etset). Hvis de etsede tegningene av hvert lag forstørres mange ganger, kan det dessuten være enda mer komplisert enn kartet over hele New York City pluss forstadsområdet. Se for deg å redusere hele New York-kartet til et faktisk område avbare 100 kvadratmeter. Da kan du forestille deg hvor komplisert strukturen til denne brikken er på brikken.
Når alle disse etsningene er fullført, snu skiven. Lyset med kort bølgelengde bestråles på det lysfølsomme laget av skiven gjennom det hule hakket på kvartsmalen, og deretter fjernes lyset og malen. Det lysfølsomme lagmaterialet som blir eksponert utenfor blir fjernet ved kjemiske metoder, og silisiumdioksyd blir umiddelbart generert under den ledige stillingen.
doping
Etter at det gjenværende lysfølsomme lagmaterialet er fjernet, er det som gjenstår silisiumdioksydlaget i den fylte grøften og det eksponerte silisiumlaget under laget. Etter dette trinnet er et nytt silisiumdioksydlag fullført. Deretter legges til et annet polysilisiumsjikt med et lysfølsomt lag. Polysilicon er en annen type portkrets. På grunn av bruken av metallråvarer (derav navnet metalloksid-halvledere) her, tillater polysilisium portene å bli etablert før spenningen ved transistorkøporten blir aktiv. Det lysfølsomme laget er også etset av kortbølgelengden gjennom masken. Etter en annen etsning har alle nødvendige portkretser blitt dannet. Deretter blir det eksponerte silisiumlaget kjemisk bombardert med ioner. Hensikten her er å lage en N-kanal eller P-kanal. Denne dopingsprosessen skaper alle transistorer og kretsforbindelsen mellom dem. Ingen transistor har inngang og utgang, og de to endene kalles porter.
Gjenta denne prosessen
Fra dette trinnet vil du fortsette å legge til lag, legge til et lag silisiumdioksid og deretter litografi en gang. Gjenta disse trinnene, så er det en flersjik tredimensjonal arkitektur, som er den embryonale tilstanden til prosessoren du bruker. Mellom hvert lag brukes teknologien til metallbelegg for å lede den ledende forbindelsen mellom lagene. I dag bruker' s P4-prosessor 7 lag metalltilkoblinger, mens Athlon64 bruker 9 lag. Antall lag som brukes avhenger av den opprinnelige utformingen av utformingen og representerer ikke direkte ytelsesforskjellen til det endelige produktet.
I løpet av de neste ukene vil skivene testes en etter en, inkludert testing av de elektriske egenskapene til skiven for å se om det er logiske feil, og i så fall på hvilket lag og så videre. Etter det vil hver brikkeenhet på skiven som har et problem, testes individuelt for å avgjøre om brikken har spesielle behandlingsbehov.
Deretter kuttes hele skiven i individuelle prosessorbrikkeenheter. I den første testen blir de enhetene som mislyktes i testen forlatt. Disse brikkeenhetene som er avskåret vil bli pakket på en viss måte slik at de kan settes jevnt inn i hovedkortet i en viss grensesnittspesifikasjon. De fleste Intel- og AMD-prosessorer er dekket med en kjølelegeme. Etter at ferdigproduktet fra prosessoren er fullført, er det også nødvendig med et komplett spekter av chipfunksjonstester. Denne delen vil produsere forskjellige kvaliteter av produkter, noen brikker fungerer med relativt høy frekvens, så navnet og antallet høyfrekvente produkter er merket, og de brikkene med relativt lave driftsfrekvenser er modifisert til å merke andre lavfrekvente modeller. Dette er prosessoren for forskjellig markedsposisjonering. Og noen prosessorer kan ha noen mangler i chipfunksjonen. For eksempel har den feil i cache-funksjonen (denne feilen er nok til å føre til at de fleste av brikkene blir lammet), da vil de bli skjermet for noen cache-kapasitet, redusere ytelsen og selvfølgelig senke prisen på produktet. Dette er Celeron Og opprinnelsen til Sempron.
Etter at emballasjeprosessen til brikken er fullført, er det mange produkter som må utføre en ny test for å sikre at det ikke er noe unnlatelse i den forrige produksjonsprosessen, og produktet overholder spesifikasjonene helt uten avvik.
Artikkel og bilder fra internett, hvis noen ting blir fritt, kontakt oss for å slette.
NeoDen tilbyr avullSMT monteringslinjeløsninger, inkludertSMTreflowovn, bølgelodningsmaskin, plukke- og plasseringsmaskin, loddepasta-skriver, PCB-laster, PCB-losser, chip mounter, SMT AOI-maskin, SMT SPI-maskin, SMT X-Ray-maskin, SMT monteringslinjeutstyr, PCB-produksjonsutstyrSMT-reservedeler, osv. Alle slags SMT-maskiner du måtte trenge, kontakt oss for mer informasjon:
Hangzhou NeoDen Technology Co., Ltd.
E-post:info@neodentech.com