Производство на чипове
Ако попитате каква е суровината на чипа, всеки лесно ще даде отговор - той е силиций. Това не е невярно, но откъде идва силицийът? Всъщност това е най-забележителният пясък. Трудно е да си представим' Скъпата, сложна структура, мощен и мистериозен чип идват от пясъка, който по същество е безполезен. Разбира се, трябва да има сложен производствен процес между тях.
Основни суровини за производство на чипове
Ако попитате каква е суровината на чипа, всеки лесно ще даде отговор - той е силиций. Това не е невярно, но откъде идва силицийът? Всъщност това е най-забележителният пясък. Трудно е да си представим' Скъпата, сложна структура, мощен и мистериозен чип идват от пясъка, който по същество е безполезен. Разбира се, трябва да има сложен производствен процес между тях. Въпреки това, не само шепа пясък може да се използва като суровина. Той трябва да бъде внимателно подбран, за да се извлече от него най-чистите силиконови суровини. Представете си, ако най-евтините суровини с достатъчно резерви са били използвани за направата на чипове, какво би било качеството на готовия продукт, можете ли все още да използвате високоефективен процесор като сега?
В допълнение към силикона, важен материал за производство на чипове е метал. Досега алуминият се превърна в основния метален материал за направата на вътрешни части на процесори, докато медта постепенно се елиминира. Това се дължи на някои причини. При настоящото работно напрежение на чипа, електромиграционните характеристики на алуминия са значително по-добри от медните. Така нареченият проблем с електромиграцията се отнася, когато голям брой електрони преминават през секция от проводник, атомите на проводниковата субстанция се влияят от електроните и напускат първоначалното положение, оставяйки свободни места. Престоят на други места ще доведе до късо съединение на други места и ще повлияе на логическата функция на чипа, което ще направи чипа неизползваем.
Това е причината много от Northwood Pentium 4 да бъдат заменени с SNDS (Северна силова дървесна буря). Когато ентусиастите за първи път овърклочиха Northwood Pentium 4, те нямаха търпение да постигнат успех. Когато напрежението на чипа беше значително повишено, сериозни проблеми с електромиграцията предизвикаха парализа на чипа. Това е първият опит на Intel' с технологията за свързване на мед и очевидно има нужда от подобрение. Но от друга страна използването на медни технологии за свързване може да намали площта на чипа. В същото време, поради по-ниското съпротивление на медния проводник, токът, преминаващ през него, също е по-бърз.
В допълнение към тези два основни материала в процеса на проектиране на чипове са необходими някои видове химически суровини. Те играят различни роли и тук няма да се повтарят.
Етапът на подготовка на производството на чипове
След като приключи събирането на необходимите суровини, някои от тези суровини трябва да бъдат предварително обработени. Като най-важна суровина преработката на силиций е от решаващо значение. На първо място, силициевите суровини трябва да бъдат химически пречистени и тази стъпка ги извежда до ниво суровина, което може да се използва от полупроводниковата индустрия. За да могат тези силициеви суровини да отговорят на нуждите за обработка на производството на интегрални схеми, те също трябва да бъдат оформени. Този етап се осъществява чрез стопяване на силициевите суровини и след това изливане на течен силиций в голям кварцов контейнер с висока температура.
След това суровините се стопяват при високи температури. В класа по химия в средното училище научихме, че много атоми в твърдо вещество имат кристална структура, както и силицият. За да отговори на изискванията на високопроизводителните процесори, цялата силициева суровина трябва да бъде високо чист и монокристален силиций. След това силициевата суровина се изважда от високотемпературния контейнер чрез въртящо се разтягане и се получава цилиндричен силиконов слитък. Съдейки по използвания понастоящем процес, диаметърът на кръглото напречно сечение на силиконовия слитък е 200 mm. Но сега Intel и някои други компании започнаха да използват силиконови блокове с диаметър 300 мм. Доста е трудно да се увеличи площта на напречното сечение, като се запазят различните характеристики на силиконовия слитък, но стига компанията да е готова да инвестира много пари за проучване, това все още може да бъде постигнато. Фабриката на Intel&# 39 за разработка и производство на 300 мм силиконови слитъци струва около 3,5 милиарда щатски долара. Успехът на новата технология позволява на Intel да произвежда интегрални схеми с по-сложни и мощни функции. 200-милиметровият завод за силиконови слитъци също струва 1,5 милиарда долара. Процесът на производство на чипове започва с нарязване на силиконови блокове.
Еднокристален силиконов слитък
След като направите силиконовия слитък и гарантирате, че той е абсолютен цилиндър, следващата стъпка е да срежете цилиндричния силиконов слитък. Колкото по-тънка е филията, толкова по-малко материал се използва и естествено могат да се получат повече процесорни чипове. Нарязването също изисква огледално довършване, за да се гарантира, че повърхността е абсолютно гладка и след това проверете за изкривяване или други проблеми. Тази стъпка от проверка на качеството е особено важна, тя директно определя качеството на готовия чип.
Новите филийки трябва да бъдат легирани с някои вещества, за да ги превърнат в истински полупроводникови материали, след което транзисторните вериги, представляващи различни логически функции, са написани върху тях. Атомите на легирания материал навлизат в пролуките между силициевите атоми и атомните сили действат една върху друга, така че силициевите суровини имат характеристиките на полупроводници. Днес производството на полупроводници на&# 39 е по-скоро процес CMOS (допълнителен полупроводник метал-оксид). Терминът допълващ се отнася до взаимодействието между NOS-тип MOS транзистори и P-тип MOS транзистори в полупроводници. N и P представляват отрицателния електрод и положителния електрод съответно в електронния процес. В повечето случаи филийката се легира с химикали за образуване на субстратен тип P. Логическата схема, написана на нея, трябва да бъде проектирана така, че да следва характеристиките на nMOS веригата. Този тип транзистори имат по-голямо оползотворяване на пространството и са по-енергийно ефективни. В същото време в повечето случаи появата на pMOS транзистори трябва да бъде ограничена доколкото е възможно, тъй като в по-късните етапи на производствения процес е необходимо материали от N тип да бъдат имплантирани в субстрата от тип P, и това процесът ще доведе до образуването на pMOS тръби.
След приключване на работата по включване на химикали, завършва се стандартното нарязване. След това всяка филия се поставя във високотемпературна пещ и се нагрява и върху повърхността на среза се генерира силициев диоксид, като се контролира времето за нагряване. Чрез внимателно проследяване на температурата, състава на въздуха и времето за нагряване може да се контролира дебелината на силициевия слой. В процеса на производство на 90-нанометър на Intel' ширината на оксида на портата е толкова малка, колкото невероятната дебелина 5 атома. Тази слоева верига също е част от веригата на транзисторната врата. Ролята на веригата на транзисторната врата е да контролира потока на електроните между тях. Чрез управлението на напрежението на затвора стриктно се контролира потокът на електроните, независимо от размера на входното и изходното напрежение на порта. Последният процес на приготвянето е покриване на фоточувствителен слой върху слоя силициев диоксид. Този слой материал се използва за други контролни приложения в същия слой. Този слой материал има добра фоточувствителност, когато се изсуши и след приключване на процеса на фотолитография той може да бъде разтворен и отстранен по химически методи.
Photoetching
Това е много сложна стъпка в настоящия процес на производство на чипове. Защо казваш това? Процесът на фотоепилиране е да се използва определена дължина на вълната на светлината, за да ецват съответната оценка във фоточувствителния слой, като по този начин се променят химичните свойства на материала там. Тази технология има изключително строги изисквания към дължината на вълната на използваната светлина, което изисква използването на къси вълни с ултравиолетови лъчи и лещи с голяма кривина. Процесът на ецване също се влияе от петна върху вафлата. Всяка стъпка на ецване е сложен и деликатен процес. Количеството данни, необходимо за проектиране на всеки етап от процеса, може да бъде измерено в единици от 10 GB, а етапите на ецване, необходими за производството на всеки процесор, са повече от 20 стъпки (всеки слой е ецван). Освен това, ако гравираните чертежи на всеки слой се увеличават многократно, това може да бъде дори по-сложно от картата на целия Ню Йорк плюс крайградския обхват. Представете си, че намалите цялата карта на Ню Йорк до действителна област отсамо 100 квадратни милиметра. На чипа, тогава можете да си представите колко сложна е структурата на този чип.
Когато всички тези офорти са завършени, вафлата се преобръща. Светлината с къса вълна се излъчва върху фоточувствителния слой на вафлата през кухото изрязване на кварцовия шаблон, след което светлината и шаблонът се отстраняват. Фоточувствителният слой на материала, изложен отвън, се отстранява чрез химически методи и силициев диоксид веднага се генерира под свободното положение.
допинг
След отстраняването на останалия фоточувствителен слой, остава силициевият диоксиден слой на напълнения изкоп и изложеният силициев слой под слоя. След този етап е завършен друг слой силициев диоксид. След това се добавя друг полисиликонов слой с фоточувствителен слой. Полисиликонът е друг вид верига на портата. Поради използването на метални суровини (оттук и името полупроводници на метален оксид), полисиликонът позволява да се установят порти, преди напрежението в отвора на опашката на транзистора да стане активно. Фоточувствителният слой също се ецва от светлината на късата вълна през маската. След друго ецване всички необходими вериги на затворите са оформени основно. След това, изложеният силициев слой е химически бомбардиран с йони. Целта тук е да се създаде N-канал или P-канал. Този допинг процес създава всички транзистори и верижната връзка между тях. Нито един транзистор няма вход и изход, а двата края се наричат портове.
Повторете този процес
От тази стъпка ще продължите да добавяте слоеве, ще добавите слой силициев диоксид и след това литография веднъж. Повторете тези стъпки и след това има многопластова триизмерна архитектура, която е ембрионалното състояние на процесора, който в момента използвате. Между всеки слой се използва технологията на металното покритие за провеждане на проводимата връзка между слоевете. Днес P4 процесорът' s използва 7 слоя метални връзки, докато Athlon64 използва 9 слоя. Броят на използваните слоеве зависи от първоначалния дизайн на оформлението и не представлява директно разликата в производителността на крайния продукт.
В следващите няколко седмици вафлите ще бъдат тествани една по една, включително тестване на електрическите характеристики на вафлата, за да се види дали има логически грешки и ако да, на кой слой и така нататък. След това всяка единица чип на вафлата, която има проблем, ще бъде тествана индивидуално, за да се определи дали чипът има специални нужди за обработка.
След това цялата вафла се нарязва на отделни процесорни чипове. При първоначалния тест тези единици, които не са успели в теста, ще бъдат изоставени. Тези чип единици, които са отрязани, ще бъдат опаковани по определен начин, така че да могат да бъдат плавно вмъкнати в дънната платка на определена спецификация на интерфейса. Повечето процесори на Intel и AMD са покрити с радиатор. След завършване на готовия продукт на процесора е необходим и пълен набор от тестове за функционалност на чипа. Тази част ще произвежда различни категории продукти, някои чипове работят със сравнително висока честота, така че името и броя на високочестотните продукти са етикетирани, а тези чипове със сравнително ниски работни честоти са модифицирани за етикетиране, други модели с ниска честота. Това е процесор на различно позициониране на пазара. А някои процесори може да имат някои недостатъци във функцията на чипа. Например, той има дефекти в кеш функцията (този дефект е достатъчен, за да доведе до парализиране на повечето чипове), след това те ще бъдат защитени от някакъв капацитет на кеша, намаляване на производителността и, разбира се, понижаване на цената на продукта. Това е Celeron И произходът на Sempron.
След приключване на процеса на опаковане на чипа, много продукти трябва да проведат друг тест, за да гарантират, че няма пропуск в предишния производствен процес и продуктът напълно отговаря на спецификациите без отклонение.
Статия и снимки от интернет, ако има някакви нарушения, първо се свържете с нас, за да ги изтрием.
NeoDen предлага пълни решения за сглобяване на SMMT, включителноSMTreflow фурна, машина за запояване на вълни, машина за избор и поставяне, принтер за припояване, PCB товарач, PCB разтоварител, монтиране на чипове, SMT AOI машина, SMT SPI машина, SMT рентгенова машина, SMT оборудване за сглобяваща линия, Оборудване за производство на печатни платкиSMT резервни части и т.н. всякакъв вид SMT машини, от които се нуждаете, моля, свържете се с нас за повече информация:
Хангжу NeoDen технология Ко ООД
Електронна поща:info@neodentech.com