Výroba čipov
Ak sa spýtate, čo je surovina čipu, každý dá ľahko odpoveď - je to kremík. Toto nie je nepravdivé, ale odkiaľ pochádza kremík? V skutočnosti je to najpozoruhodnejší piesok. Je ťažké si ju predstaviť. Drahá, komplikovaná štruktúra, výkonný a tajomný čip pochádzajú z piesku, ktorý je v podstate bezcenný. Medzi tým musí samozrejme existovať komplikovaný výrobný proces.
Základné suroviny na výrobu triesok
Ak sa spýtate, čo je surovina čipu, každý dá ľahko odpoveď - je to kremík. Toto nie je nepravdivé, ale odkiaľ pochádza kremík? V skutočnosti je to najpozoruhodnejší piesok. Je ťažké si ju predstaviť. Drahá, komplikovaná štruktúra, výkonný a tajomný čip pochádzajú z piesku, ktorý je v podstate bezcenný. Medzi tým musí samozrejme existovať komplikovaný výrobný proces. Ako surovina sa však nemôže použiť iba hrsť piesku. Musí sa starostlivo vybrať, aby sa z nej mohli extrahovať najčistejšie kremíkové suroviny. Predstavte si, že ak sa na výrobu čipov použili najlacnejšie suroviny s dostatočnými rezervami, aká by bola kvalita hotového výrobku, môžete stále používať vysokovýkonný procesor ako dnes?
Okrem kremíka je dôležitým materiálom na výrobu triesok kov. Doteraz sa hliník stal hlavným kovovým materiálom na výrobu vnútorných častí procesorov, zatiaľ čo meď sa postupne vylučuje. Je to z niektorých dôvodov. Pri súčasnom prevádzkovom napätí čipu sú elektromigračné charakteristiky hliníka výrazne lepšie ako meď. Takzvaný problém elektromigrácie sa týka toho, keď veľké množstvo elektrónov prúdi cez časť vodiča, atómy vodivej látky sú elektrónmi ovplyvnené a opustia pôvodnú polohu, čím zanechajú voľné miesta. Pobyt na iných miestach spôsobí skrat na iných miestach a ovplyvní logickú funkciu čipu, vďaka ktorej bude čip nepoužiteľný.
To je dôvod, prečo je veľa Northwood Pentium 4 nahradených SNDS (North Wood Storm Syndrome). Keď nadšenci prvýkrát pretaktovali Northwood Pentium 4, boli dychtiví dosiahnuť úspech. Keď sa napätie čipu výrazne zvýšilo, vážne problémy s elektrickou migráciou spôsobili, že čip bol ochrnutý. Toto je prvá skúsenosť spoločnosti Intel' Na druhej strane však použitie technológie medeného prepojenia môže znížiť oblasť čipov. Súčasne je v dôsledku nízkeho odporu medeného vodiča prúd, ktorý ním prechádza, tiež rýchlejší.
Okrem týchto dvoch hlavných materiálov sú v procese navrhovania triesok potrebné niektoré druhy chemických surovín. Hrajú rôzne úlohy a nebudú sa tu opakovať.
Prípravná fáza výroby triesok
Po dokončení zberu potrebných surovín je potrebné niektoré z týchto surovín vopred spracovať. Spracovanie kremíka ako najdôležitejšej suroviny je rozhodujúce. V prvom rade je potrebné kremíkové suroviny chemicky čistiť a tento krok ich privádza na úroveň surovín, ktoré môžu byť použité v polovodičovom priemysle. Aby tieto kremíkové suroviny vyhovovali spracovateľským potrebám výroby integrovaných obvodov, musia byť tiež tvarované. Tento krok sa dosiahne roztavením kremíkových surovín a potom naliatím tekutého kremíka do veľkej vysokoteplotnej nádoby na kremeň.
Potom sa suroviny tavia pri vysokých teplotách. Na strednej škole sme sa dozvedeli, že veľa atómov vo vnútri tuhej látky má kryštalickú štruktúru, rovnako ako kremík. Aby sa splnili požiadavky vysokovýkonných procesorov, musí byť celá kremíková surovina vysoko čistá a monokryštálová kremík. Potom sa kremíková surovina vyberie z vysokoteplotnej nádoby rotačným natiahnutím a vytvorí sa valcovitý kremíkový ingot. Podľa súčasného postupu je priemer kruhového prierezu kremíkového ingotu 200 mm. Teraz však spoločnosť Intel a niektoré ďalšie spoločnosti začali používať kremíkové ingoty s priemerom 300 mm. Je pomerne ťažké zväčšiť prierezovú plochu pri zachovaní rôznych charakteristík kremíkového ingotu, ale pokiaľ je spoločnosť ochotná investovať veľa peňazí na štúdium, môže sa to ešte dosiahnuť. Továreň spoločnosti Intel' na vývoj a výrobu silikónových ingotov s priemerom 300 mm stojí približne 3,5 miliardy dolárov. Úspech novej technológie umožňuje spoločnosti Intel vyrábať integrované obvody s komplexnejšími a výkonnejšími funkciami. 200 milimeterový kremíkový ingotový závod stojí tiež 1,5 miliardy dolárov. Proces výroby triesok sa začína krájaním kremíkových ingotov.
Monokryštalický kremíkový ingot
Po vyrobení kremíkového ingotu a zabezpečení, že ide o absolútny valec, je ďalším krokom rozrezanie valcového kremíkového ingotu. Čím tenší je plátok, tým menej materiálu sa používa a je možné prirodzene vyrobiť viac procesorových čipov. Zarezávanie tiež vyžaduje dokončenie zrkadla, aby sa zabezpečilo, že povrch je úplne hladký, a potom skontrolujte, či nie je zdeformovaný alebo či nie je iný problém. Tento krok kontroly kvality je obzvlášť dôležitý, priamo určuje kvalitu hotového čipu.
Nové plátky sa musia dotovať niektorými látkami, aby sa stali skutočnými polovodičovými materiálmi, a potom sa na nich zapíšu tranzistorové obvody predstavujúce rôzne logické funkcie. Atómy dotovaného materiálu vstupujú do medzier medzi atómami kremíka a atómové sily pôsobia na seba tak, že kremíkové suroviny majú vlastnosti polovodičov. Dnešná výroba polovodičov' Termín komplementárny sa týka interakcie medzi tranzistormi MOS typu N a tranzistormi MOS typu P v polovodičoch. N a P predstavujú zápornú elektródu a kladnú elektródu v elektronickom procese. Vo väčšine prípadov je plátok dopovaný chemikáliami za vzniku substrátu typu P. Logický obvod, ktorý je na ňom opísaný, musí byť navrhnutý tak, aby zodpovedal charakteristikám obvodu nMOS. Tento typ tranzistora má vyššie využitie priestoru a je energeticky účinnejší. Súčasne vo väčšine prípadov musí byť výskyt tranzistorov pMOS čo najviac obmedzený, pretože v neskorších fázach výrobného procesu musia byť do substrátu typu P implantované materiály typu N, a to Tento proces povedie k vytvoreniu pMOS trubíc.
Po dokončení práce so zavedením chemikálií sa dokončí štandardné krájanie. Potom sa každý plátok umiestni do vysokoteplotnej pece a zahrieva sa a na povrchu plátu sa vytvorí film oxidu kremičitého reguláciou doby zahrievania. Dôkladným monitorovaním teploty, zloženia vzduchu a času zahrievania je možné regulovať hrúbku vrstvy oxidu kremičitého. Vo výrobnom procese spoločnosti Intel' 90 nanometrov je šírka hradlového oxidu malá ako úžasná hrúbka 5 atómov. Tento hradlový obvod vrstvy je tiež súčasťou tranzistorového hradlového obvodu. Úlohou obvodu tranzistora je riadenie toku elektrónov medzi nimi. Prostredníctvom kontroly hradlového napätia je prísne regulovaný tok elektrónov bez ohľadu na veľkosť vstupného a výstupného napätia portu. Posledným procesom prípravy je pokrytie fotocitlivej vrstvy na vrstve oxidu kremičitého. Táto vrstva materiálu sa používa pre ďalšie kontrolné aplikácie v tej istej vrstve. Táto vrstva materiálu má po vysušení dobrú fotosenzitivitu a po skončení fotolitografického procesu sa môže chemickými metódami rozpustiť a odstrániť.
Photoetching
Toto je veľmi komplikovaný krok v súčasnom procese výroby triesok. Prečo to hovoríš? Fotoetching proces má použiť určitú vlnovú dĺžku svetla na leptanie zodpovedajúceho skóre vo fotocitlivej vrstve, a tým zmeniť chemické vlastnosti materiálu tam. Táto technológia má veľmi prísne požiadavky na vlnovú dĺžku použitého svetla, čo vyžaduje použitie ultrafialových lúčov s krátkou vlnovou dĺžkou a veľkých šošoviek zakrivenia. Proces leptania je tiež ovplyvnený škvrnami na doštičke. Každý krok leptania je zložitý a chúlostivý proces. Množstvo dát potrebných na navrhnutie každého kroku procesu sa môže merať v jednotkách 10 GB a kroky leptania potrebné na výrobu každého procesora sú viac ako 20 krokov (každá vrstva je leptaná). Navyše, ak sú leptané kresby každej vrstvy mnohokrát zväčšené, môže to byť ešte komplikovanejšie ako mapa celého New Yorku plus prímestská oblasť. Predstavte si, že by sa celá mapa New Yorku zmenšila na skutočnú plochuiba 100 štvorcových milimetrov. Na čipe si potom viete predstaviť, ako zložitá je štruktúra tohto čipe.
Po dokončení všetkých týchto leptaní sa oblátka prevráti. Svetlo s krátkou vlnovou dĺžkou sa ožaruje na fotocitlivú vrstvu doštičky cez dutý výrez na kremennej šablóne a potom sa svetlo a šablóna odstránia. Vonkajší fotosenzitívny materiál vrstvy sa odstráni chemickými metódami a pod prázdnou pozíciou sa okamžite vytvorí oxid kremičitý.
doping
Po odstránení zvyšného fotosenzitívneho materiálu vrstvy zostáva vrstva oxidu kremičitého naplneného výkopu a exponovaná vrstva kremíka pod vrstvou. Po tomto kroku sa dokončí ďalšia vrstva oxidu kremičitého. Potom sa pridá ďalšia polysilikónová vrstva s fotocitlivou vrstvou. Polysilikón je ďalším typom hradlového obvodu. Kvôli použitiu kovových surovín (odtiaľ názov polovodičov z oxidov kovov) tu umožňuje polysilikón vytvorenie brán pred tým, ako sa napätie na porte tranzistora stane aktívnym. Fotocitlivá vrstva je tiež leptaná svetlom s krátkou vlnovou dĺžkou cez masku. Po ďalšom leptaní sa v podstate vytvorili všetky požadované hradlové obvody. Potom je exponovaná kremíková vrstva chemicky bombardovaná iónmi. Účelom je vytvoriť N-kanál alebo P-kanál. Tento proces dopingu vytvára všetky tranzistory a spojenie medzi nimi. Žiadny tranzistor nemá vstup a výstup a oba konce sa nazývajú porty.
Tento postup opakujte
Od tohto kroku budete pokračovať v pridávaní vrstiev, pridaní vrstvy oxidu kremičitého a potom litografii raz. Zopakujte tieto kroky a potom existuje viacvrstvová trojrozmerná architektúra, ktorá predstavuje embryonálny stav procesora, ktorý práve používate. Medzi jednotlivými vrstvami sa používa vodivé spojenie medzi vrstvami. Dnešný procesor' P4 dnes používa 7 vrstiev kovových spojení, zatiaľ čo procesor Athlon64 používa 9 vrstiev. Počet použitých vrstiev závisí od pôvodného návrhu rozloženia a nepredstavuje priamo rozdiel vo výkone konečného produktu.
V najbližších niekoľkých týždňoch sa oblátky budú testovať jeden po druhom, vrátane testovania elektrických charakteristík oblátky, aby sa zistilo, či existujú logické chyby, a ak áno, na ktorej vrstve a tak ďalej. Potom bude každá čipová jednotka na doštičke, ktorá má problém, testovaná individuálne, aby sa určilo, či má čip špeciálne požiadavky na spracovanie.
Potom sa celá doštička rozreže na jednotlivé procesorové čipové jednotky. V počiatočnom teste budú jednotky, ktoré nevyhoveli testu, opustené. Tieto odrezané čipové jednotky budú zabalené určitým spôsobom tak, aby sa dali hladko vložiť do základnej dosky s určitou špecifikáciou rozhrania. Väčšina procesorov Intel a AMD je pokrytá chladičom. Po dokončení hotového produktu procesora je tiež potrebný celý rad testov funkcie čipu. Táto časť bude vyrábať rôzne druhy výrobkov, niektoré čipy pracujú pri relatívne vysokej frekvencii, takže je označený názov a počet vysokofrekvenčných výrobkov a tie čipy s relatívne nízkymi prevádzkovými frekvenciami sú upravené na štítky, iné nízkofrekvenčné modely. Toto je spracovateľ rôznych pozícií na trhu. A niektorí spracovatelia môžu mať určité nedostatky vo funkcii čipov. Napríklad má defekty vo funkcii vyrovnávacej pamäte (táto vada je dostatočná na to, aby spôsobila ochromenie väčšiny čipov), potom budú chránené pred nejakou kapacitou vyrovnávacej pamäte, čím sa zníži výkon a samozrejme zníži cena produktu. Toto je Celeron a pôvod Sempronu.
Po dokončení procesu balenia čipu musí veľa výrobkov vykonať ďalšiu skúšku, aby sa zabezpečilo, že v predchádzajúcom výrobnom procese nedochádza k opomenutiu a že výrobok bez odchýlky úplne vyhovuje špecifikáciám.
Článok a obrázky z internetu, ak došlo k porušeniu predpisov, nás najskôr kontaktujte, aby sme ich odstránili.
NeoDen poskytuje afullSMT montážne linky, vrátane SMTreflow pece, vlnového spájkovacieho stroja, pick and place machine, spájkovacej pastovej tlačiarne, PCB nakladača, PCB vykladača, čipového spájača, SMT AOI stroja, SMT SPI stroja, SMT X-Ray stroja, SMT montážnej linky, Zariadenia na výrobu dosiek plošných spojov Náhradné diely SMT atď., Ktoré by ste mohli potrebovať pre akékoľvek SMT stroje, kontaktujte nás pre viac informácií:
Hangzhou NeoDen Technology Co, Ltd
E-mail:info@neodentech.com