Gweithgynhyrchu sglodion
Os gofynnwch beth yw deunydd crai y sglodyn, bydd pawb yn hawdd rhoi'r ateb-mae'n silicon. Nid yw hyn yn ffug, ond o ble mae silicon yn dod? Mewn gwirionedd, hwn yw'r tywod mwyaf hynod. Mae'n anodd dychmygu' s. Daw'r strwythur drud, cymhleth, sglodion pwerus a dirgel o'r tywod sy'n ddi-werth yn y bôn. Wrth gwrs, rhaid cael proses weithgynhyrchu gymhleth rhyngddynt.
Deunyddiau crai sylfaenol ar gyfer cynhyrchu sglodion
Os gofynnwch beth yw deunydd crai y sglodyn, bydd pawb yn hawdd rhoi'r ateb-mae'n silicon. Nid yw hyn yn ffug, ond o ble mae silicon yn dod? Mewn gwirionedd, hwn yw'r tywod mwyaf hynod. Mae'n anodd dychmygu' s. Daw'r strwythur drud, cymhleth, sglodion pwerus a dirgel o'r tywod sy'n ddi-werth yn y bôn. Wrth gwrs, rhaid cael proses weithgynhyrchu gymhleth rhyngddynt. Fodd bynnag, nid dim ond llond llaw o dywod y gellir ei ddefnyddio fel deunyddiau crai. Rhaid ei ddewis yn ofalus i echdynnu'r deunyddiau crai silicon puraf ohono. Dychmygwch pe bai'r deunyddiau crai rhataf â digon o gronfeydd wrth gefn yn cael eu defnyddio i wneud sglodion, beth fyddai ansawdd y cynnyrch gorffenedig, a allwch chi ddefnyddio prosesydd perfformiad uchel fel nawr?
Yn ogystal â silicon, deunydd pwysig ar gyfer cynhyrchu sglodion yw metel. Hyd yn hyn, alwminiwm yw'r prif ddeunydd metel ar gyfer gwneud rhannau mewnol o broseswyr, tra bod copr yn cael ei ddileu yn raddol. Mae hyn oherwydd rhai rhesymau. Ar y foltedd gweithredu sglodion cyfredol, mae nodweddion electromigration alwminiwm yn sylweddol well na chopr. Mae'r broblem electromigration, fel y'i gelwir, yn cyfeirio at pan fydd nifer fawr o electronau'n llifo trwy ran o ddargludydd, mae atomau'r sylwedd dargludydd yn cael eu heffeithio gan yr electronau ac yn gadael y safle gwreiddiol, gan adael swyddi gwag. Bydd aros mewn lleoliadau eraill yn achosi cylched fer mewn lleoedd eraill ac yn effeithio ar swyddogaeth resymeg y sglodyn, a fydd yn golygu na ellir defnyddio'r sglodyn.
Dyma'r rheswm pam mae SNDS (Syndrom Storm Gogledd Wood) yn disodli llawer o Northium Pentium 4. Pan wnaeth selogion glocio Northwood Pentium 4 gyntaf, roeddent yn awyddus i sicrhau llwyddiant. Pan gynyddwyd foltedd y sglodion yn fawr, achosodd problemau electromiglo difrifol i'r sglodion Barlysu. Dyma brofiad cyntaf Intel' s gyda thechnoleg rhyng-gysylltu copr, ac mae'n amlwg bod angen rhywfaint o welliant arno. Ond ar y llaw arall, gall defnyddio technoleg rhyng-gysylltiad copr leihau'r ardal sglodion. Ar yr un pryd, oherwydd gwrthiant is y dargludydd copr, mae'r cerrynt sy'n pasio trwyddo hefyd yn gyflymach.
Yn ychwanegol at y ddau brif ddeunydd hyn, mae angen rhai mathau o ddeunyddiau crai cemegol yn y broses ddylunio sglodion. Maent yn chwarae gwahanol rolau ac ni fyddant yn cael eu hailadrodd yma.
Cam paratoi gweithgynhyrchu sglodion
Ar ôl cwblhau'r gwaith o gasglu deunyddiau crai angenrheidiol, mae angen prosesu rhai o'r deunyddiau crai hyn ymlaen llaw. Fel y deunydd crai pwysicaf, mae prosesu silicon yn hollbwysig. Yn gyntaf oll, mae'n rhaid puro deunyddiau crai silicon yn gemegol, ac mae'r cam hwn yn dod â nhw i lefel deunydd crai y gall y diwydiant lled-ddargludyddion ei ddefnyddio. Er mwyn i'r deunyddiau crai silicon hyn ddiwallu anghenion prosesu gweithgynhyrchu cylched integredig, rhaid eu siapio hefyd. Cyflawnir y cam hwn trwy doddi'r deunyddiau crai silicon ac yna arllwys silicon hylif i gynhwysydd cwarts tymheredd uchel mawr.
Yna, mae'r deunyddiau crai yn cael eu toddi ar dymheredd uchel. Fe wnaethon ni ddysgu yn nosbarth cemeg yr ysgol ganol fod gan lawer o atomau y tu mewn i solid strwythur crisialog, fel y mae silicon. Er mwyn cwrdd â gofynion proseswyr perfformiad uchel, rhaid i'r holl ddeunydd crai silicon fod yn silicon grisial pur iawn ac sengl. Yna, mae'r deunydd crai silicon yn cael ei dynnu allan o'r cynhwysydd tymheredd uchel trwy ymestyn cylchdro, a chynhyrchir ingot silicon silindrog. A barnu o'r broses a ddefnyddir ar hyn o bryd, diamedr trawsdoriad crwn yr ingot silicon yw 200 mm. Ond nawr mae Intel a rhai cwmnïau eraill wedi dechrau defnyddio ingotau silicon diamedr 300 mm. Mae'n eithaf anodd cynyddu'r ardal drawsdoriadol wrth gadw nodweddion amrywiol yr ingot silicon, ond cyhyd â bod y cwmni'n barod i fuddsoddi llawer o arian i'w astudio, gellir ei gyflawni o hyd. Mae ffatri Intel' s ar gyfer datblygu a chynhyrchu ingotau silicon 300 mm yn costio tua 3.5 biliwn o ddoleri'r UD. Mae llwyddiant y dechnoleg newydd yn caniatáu i Intel gynhyrchu cylchedau integredig sydd â swyddogaethau mwy cymhleth a phwerus. Roedd y planhigyn ingot silicon 200-milimetr hefyd yn costio $ 1.5 biliwn. Mae'r broses weithgynhyrchu sglodion yn dechrau gyda sleisio ingotau silicon.
Inot silicon grisial sengl
Ar ôl gwneud yr ingot silicon a sicrhau ei fod yn silindr absoliwt, y cam nesaf yw sleisio'r ingot silicon silindrog. Po deneuach y sleisen, y lleiaf o ddeunydd a ddefnyddir, ac yn naturiol gellir cynhyrchu mwy o sglodion prosesydd. Mae sleisio hefyd yn gofyn am orffen drych i sicrhau bod yr wyneb yn hollol esmwyth, ac yna gwirio am ystumio neu broblemau eraill. Mae'r cam hwn o arolygu ansawdd yn arbennig o bwysig, mae'n pennu ansawdd y sglodyn gorffenedig yn uniongyrchol.
Rhaid dopio tafelli newydd gyda rhai sylweddau i'w gwneud yn ddeunyddiau lled-ddargludyddion go iawn, ac yna mae cylchedau transistor sy'n cynrychioli amryw o swyddogaethau rhesymeg yn cael eu hysgrifennu arnynt. Mae'r atomau deunydd wedi'u dopio yn mynd i mewn i'r bylchau rhwng yr atomau silicon, ac mae grymoedd atomig yn gweithredu ar ei gilydd fel bod gan y deunyddiau crai silicon nodweddion lled-ddargludyddion. Heddiw mae gweithgynhyrchu lled-ddargludyddion' s yn fwy o broses CMOS (lled-ddargludydd metel-ocsid-lled-ddargludyddion cyflenwol). Mae'r term cyflenwol yn cyfeirio at y rhyngweithio rhwng transistorau MOS N-math a transistorau MOS math P mewn lled-ddargludyddion. Mae N a P yn cynrychioli'r electrod negyddol a'r electrod positif yn y drefn honno yn y broses electronig. Yn y rhan fwyaf o achosion, mae'r sleisen wedi'i dopio â chemegau i ffurfio swbstrad math P. Rhaid i'r cylched rhesymeg a ysgrifennir arno gael ei ddylunio i ddilyn nodweddion cylched nMOS. Mae gan y math hwn o transistor ddefnydd uwch o le ac mae'n fwy effeithlon o ran ynni. Ar yr un pryd, yn y rhan fwyaf o achosion, rhaid cyfyngu ymddangosiad transistorau pMOS cymaint â phosibl, oherwydd, yng nghamau diweddarach y broses weithgynhyrchu, mae angen mewnblannu deunyddiau math N i'r swbstrad math P, ac mae hyn yn bydd y broses yn arwain at ffurfio tiwbiau pMOS.
Ar ôl i'r gwaith o ymgorffori cemegolion gael ei gwblhau, cwblheir sleisio safonol. Yna rhoddir pob tafell mewn ffwrnais tymheredd uchel a'i chynhesu, a chynhyrchir ffilm silicon deuocsid ar wyneb y dafell trwy reoli'r amser gwresogi. Trwy fonitro'r tymheredd, cyfansoddiad aer, a'r amser gwresogi yn agos, gellir rheoli trwch yr haen silica. Ym mhroses weithgynhyrchu 90-nanomedr Intel' s, mae lled ocsid y giât mor fach â 5 atom anhygoel o drwch. Mae'r gylched giât haen hon hefyd yn rhan o gylched giât y transistor. Rôl cylched giât y transistor yw rheoli llif electronau rhyngddynt. Trwy reolaeth foltedd y giât, rheolir llif electronau yn llym, waeth beth yw maint y foltedd porthladd mewnbwn ac allbwn. Proses olaf y paratoad yw gorchuddio haen ffotosensitif ar yr haen silicon deuocsid. Defnyddir yr haen hon o ddeunydd ar gyfer cymwysiadau rheoli eraill yn yr un haen. Mae gan yr haen hon o ddeunydd ffotosensitifrwydd da pan fydd yn cael ei sychu, ac ar ôl i'r broses ffotolithograffeg ddod i ben, gellir ei doddi a'i dynnu trwy ddulliau cemegol.
Lluniadu
Mae hwn yn gam cymhleth iawn yn y broses weithgynhyrchu sglodion gyfredol. Pam ydych chi'n dweud hynny? Y broses tynnu lluniau yw defnyddio tonfedd olau benodol i ysgythru'r sgôr gyfatebol yn yr haen ffotosensitif, a thrwy hynny newid priodweddau cemegol y deunydd yno. Mae gan y dechnoleg hon ofynion llym iawn ar donfedd y golau a ddefnyddir, sy'n gofyn am ddefnyddio pelydrau uwchfioled tonfedd fer a lensys crymedd mawr. Mae staeniau ar y wafer hefyd yn effeithio ar y broses ysgythru. Mae pob cam o ysgythru yn broses gymhleth a bregus. Gellir mesur faint o ddata sy'n ofynnol i ddylunio pob cam o'r broses mewn unedau o 10GB, ac mae'r camau ysgythru sy'n ofynnol i weithgynhyrchu pob prosesydd yn fwy nag 20 cam (mae pob haen wedi'i ysgythru). Ar ben hynny, os yw lluniadau ysgythrog pob haen yn cael eu chwyddo lawer gwaith, gall fod hyd yn oed yn fwy cymhleth na map Dinas Efrog Newydd gyfan ynghyd â'r amrediad maestrefol. Dychmygwch leihau map cyfan Efrog Newydd i ardal wirioneddol odim ond 100 milimetr sgwâr. Ar y sglodyn, yna gallwch chi ddychmygu pa mor gymhleth yw strwythur y sglodyn hwn.
Pan fydd yr holl ysgythriadau hyn wedi'u cwblhau, mae'r wafer yn cael ei droi drosodd. Mae'r golau tonfedd fer yn cael ei arbelydru i haen ffotosensitif y wafer trwy'r rhic gwag ar y templed cwarts, ac yna mae'r golau a'r templed yn cael eu tynnu. Mae'r deunydd haen ffotosensitif sy'n cael ei amlygu y tu allan yn cael ei dynnu trwy ddulliau cemegol, a chynhyrchir silicon deuocsid ar unwaith o dan y safle gwag.
Dopio
Ar ôl i'r deunydd haen ffotosensitif sy'n weddill gael ei dynnu, yr hyn sy'n weddill yw haen silicon deuocsid y ffos wedi'i llenwi a'r haen silicon agored o dan yr haen. Ar ôl y cam hwn, cwblheir haen silicon deuocsid arall. Yna, ychwanegir haen polysilicon arall gyda haen ffotosensitif. Mae polysilicon yn fath arall o gylched giât. Oherwydd y defnydd o ddeunyddiau crai metel (dyna'r enw lled-ddargludyddion metel ocsid) yma, mae polysilicon yn caniatáu sefydlu gatiau cyn i'r foltedd ym mhorthladd ciw'r transistor ddod yn weithredol. Mae'r haen ffotosensitif hefyd wedi'i ysgythru gan y golau tonfedd fer trwy'r mwgwd. Ar ôl ysgythriad arall, mae'r holl gylchedau giât gofynnol wedi'u ffurfio'n sylfaenol. Yna, mae'r haen silicon agored yn cael ei beledu'n gemegol ag ïonau. Y pwrpas yma yw creu N-sianel neu P-sianel. Mae'r broses ddopio hon yn creu'r holl transistorau a'r cysylltiad cylched rhyngddynt. Nid oes gan unrhyw transistor fewnbwn ac allbwn, a gelwir y ddau ben yn borthladdoedd.
Ailadroddwch y broses hon
O'r cam hwn, byddwch yn parhau i ychwanegu haenau, ychwanegu haen o silicon deuocsid, ac yna lithograffeg unwaith. Ailadroddwch y camau hyn, ac yna mae pensaernïaeth tri dimensiwn aml-haen, sef cyflwr embryonig y prosesydd rydych chi'n ei ddefnyddio ar hyn o bryd. Rhwng pob haen, defnyddir technoleg cotio metel i gynnal y cysylltiad dargludol rhwng yr haenau. Heddiw mae prosesydd P4' s yn defnyddio 7 haen o gysylltiadau metel, tra bod Athlon64 yn defnyddio 9 haen. Mae nifer yr haenau a ddefnyddir yn dibynnu ar ddyluniad cychwynnol y cynllun ac nid yw'n cynrychioli gwahaniaeth perfformiad y cynnyrch terfynol yn uniongyrchol.
Yn ystod yr wythnosau nesaf, bydd y wafferi yn cael eu profi fesul un, gan gynnwys profi nodweddion trydanol y wafer i weld a oes gwallau rhesymeg, ac os felly, ar ba haen ac ati. Ar ôl hynny, bydd pob uned sglodion ar y wafer sydd â phroblem yn cael ei phrofi'n unigol i benderfynu a oes gan y sglodyn anghenion prosesu arbennig.
Yna, mae'r wafer cyfan yn cael ei dorri'n unedau sglodion prosesydd unigol. Yn y prawf cychwynnol, bydd yr unedau hynny a fethodd y prawf yn cael eu gadael. Bydd yr unedau sglodion hyn sy'n cael eu torri i ffwrdd yn cael eu pecynnu mewn ffordd benodol fel y gellir ei fewnosod yn llyfn ym mamfwrdd manyleb rhyngwyneb benodol. Mae'r rhan fwyaf o broseswyr Intel ac AMD wedi'u gorchuddio â sinc gwres. Ar ôl cwblhau cynnyrch gorffenedig y prosesydd, mae angen ystod lawn o brofion swyddogaeth sglodion hefyd. Bydd y rhan hon yn cynhyrchu gwahanol raddau o gynhyrchion, mae rhai sglodion yn gweithredu ar amledd cymharol uchel, felly mae enw a nifer y cynhyrchion amledd uchel yn cael eu labelu, ac mae'r sglodion hynny sydd ag amleddau gweithredu cymharol isel yn cael eu haddasu i'w labelu, modelau amledd isel eraill. Dyma'r prosesydd o wahanol leoliadau'r farchnad. Ac efallai y bydd gan rai proseswyr rai diffygion mewn swyddogaeth sglodion. Er enghraifft, mae ganddo ddiffygion yn swyddogaeth y storfa (mae'r diffyg hwn yn ddigon i beri i'r rhan fwyaf o'r sglodion gael eu parlysu), yna cânt eu cysgodi rhag rhywfaint o gapasiti'r storfa, gan leihau perfformiad, ac wrth gwrs, gostwng pris y cynnyrch. Dyma Celeron A tharddiad Sempron.
Ar ôl i broses becynnu'r sglodyn gael ei chwblhau, mae'n rhaid i lawer o gynhyrchion gynnal prawf arall i sicrhau nad oes unrhyw hepgor yn y broses weithgynhyrchu flaenorol, ac mae'r cynnyrch yn cydymffurfio'n llawn â'r manylebau heb wyriad.
Erthygl a lluniau o'r rhyngrwyd, os bydd unrhyw ymyrraeth pls yn gyntaf yn cysylltu â ni i ddileu.
Mae NeoDen yn darparu llinellau cydosod afullSMT, gan gynnwys poptySMTreflow, peiriant sodro tonnau, peiriant dewis a gosod, argraffydd past solder, llwythwr PCB, dadlwytho PCB, mowntiwr sglodion, peiriant AOI UDRh, peiriant SPI UDRh, peiriant Pelydr-X UDRh, offer llinell cydosod UDRh, Cynhyrchu PCB Offer sbâr OfferSMT, ac ati unrhyw beiriannau UDRh caredig y gallai fod eu hangen arnoch, cysylltwch â ni am ragor o wybodaeth:
Hangzhou NeoDen Technology Co, Ltd.
E-bost:info@neodentech.com