|
2.3 Murakkab protsessorni yaratish va fotolitografiya
Protsessorlarni ishlab chiqarishda birinchi qadam toza xonada amalga oshiriladi. Aytgancha, bunday texnologik ishlab chiqarish kvadrat metrga katta kapitalning to'planishi ekanligini ta'kidlash muhimdir. Barcha jihozlar bilan jihozlangan zamonaviy zavodni qurish uchun 2-3 milliard dollar "uchib ketadi" va yangi texnologiyalarni sinovdan o'tkazish uchun bir necha oy kerak bo'ladi. Keyinchalik zavod protsessorlarni ketma-ket ishlab chiqarishi mumkin.
Umuman olganda, chip ishlab chiqarish jarayoni tagliklar qayta ishlash bir necha qadam iborat. Bunga tagliklarning yaratilishi kiradi, natijada ular alohida kristallarga bo'linadi.
Har bir narsa monokristalni yetishtirish bilan boshlanadi, buning uchun urug ' kristallari polikristalli silikonning erish nuqtasidan biroz yuqori bo'lgan eritilgan silikon bilan pechga kiritiladi. Atomlarning to'g'ri joylashishini kafolatlash uchun kristallar asta-sekin (taxminan bir kun) o'sishi muhimdir. Polikristal yoki amorf silikon turli xil kristallardan iborat bo'lib, ular yomon elektr xususiyatlariga ega kiruvchi sirt tuzilmalarining paydo bo'lishiga olib keladi.
Silikon eritilganda, uning elektr xususiyatlarini o'zgartiradigan boshqa moddalar bilan qotishma bo’lishi mumkin. Butun jarayon silikon oksidlanmasligi uchun maxsus havo tarkibi bilan muhrlangan xonada sodir bo'ladi.
Monokristal " aylana " ga ring Diamond arra yordamida kesiladi, bu juda aniq va tagliklar yuzasida katta nosimmetrikliklar yaratmaydi. Albatta, tagliklar yuzasi hali ham mukammal tekis emas, shuning uchun qo'shimcha operatsiyalar talab etiladi. Monokristalning ko'rinishi 2.13-rasmda keltirilgan.
2.13- rasm bitta kristalning ko'rinishi.
Birinchidan, qaytib po'lat plitalar va abraziv materiallar (masalan, alyuminiy oksidi kabi) yordamida qalin qatlam tagliklardan chiqariladi (jarayon mashq deb ataladi). Natijada, 0,05 mm dan taxminan 0,002 mm (2 000 nm) gacha bo'lgan nosimmetrikliklar yo'q qilinadi. Keyin har bir taglikning qirralarini yumalashingiz kerak, chunki qatlamlar o'tkir qirralarning bilan tozalanishi mumkin. Bundan tashqari, turli kimyoviy moddalar (hidroflorik kislota, sirka kislotasi, nitrat kislota) yordamida sirt taxminan 50 mm atrofida tekislanadi. Jismoniy jihatdan sirt yomonlashmaydi, chunki butun jarayon butunlay kimyoviy hisoblanadi. Bu kristalning tuzilishidagi qolgan xatolarni olib tashlash imkonini beradi, natijada sirt idealga yaqin bo'ladi.
Oxirgi qadam sirtni tekislaydigan, maksimal, 3 nm bo'lgan jilovlashdir. Polishing natriy gidroksid va granulali silikon dioksid aralashmasi yordamida amalga oshiriladi.
Bugungi kunda mikroprotsessorlar uchun tagliklar 200 yoki 300 mm diametrga ega, bu esa chip ishlab chiqaruvchilarining har biridan ko'p protsessorlarni olish imkonini beradi. Keyingi qadam 450 mm taglik bo'ladi, lekin 2013 yil oldin ularni kutish kerak emas. Umuman olganda, taglik diametri qanchalik katta bo'lsa, unda bir xil o'lchamdagi chiplar ishlab chiqarilishi mumkin.300 mm taglik, masalan, 200 mm dan ikki barobar ko'p protsessor beradi. Protsessor mahsuloti 2.14-rasmda ko'rsatilgan.
2.14-rasm. Protsessor mahsuloti.
Eng zamonaviy protsessorlar issiqlik tarqatuvchi plastik mahsulotlardan foydalanadilar. Odatda yadro keramik yoki plastik qadoqlashdan iborat bo'lib, bu zararni oldini oladi. Zamonaviy protsessorlar "issiqlik tarqatuvchi" deb ataladi, bu esa kristalning qo'shimcha himoyasini ta'minlaydi, shuningdek, sovutgichli katta aloqa yuzasi orqali o’tadi.
Oxirgi bosqich protsessor spetsifikatsiyalariga muvofiq yuqori haroratlarda yuzaga keladigan protsessorni sinashni nazarda tutadi. Protsessor avtomatik ravishda sinov rozetkasiga o'rnatiladi, undan keyin barcha kerakli funktsiyalar tahlil qilinadi.
Integral elektron qismlarini yaratish uchun fotolitografiya jarayoni qo'llaniladi. Taglikning butun yuzasini nurlantirish kerak emasligi sababli, yuqori zichlikdagi radiatsiya faqat ma'lum joylarga o'tadigan niqoblardan foydalanish muhimdir. Maskalarni qora va oq salbiy bilan taqqoslash mumkin. Integral mikrosxemalar ko'p qatlamlarga (20 va undan ko'p) ega va ularning har biri o'z niqobini talab qiladi.
Yupqa krom plyonka tuzilishi shablonni yaratish uchun kvars shisha plastinka yuzasiga qo'llaniladi. Shu bilan birga, elektron yoki lazer oqimini ishlatadigan qimmatbaho vositalar integral elektronning kerakli ma'lumotlarini belgilaydi, natijada biz kvars taglik yuzasida kromdan namuna olamiz. Integral sxemaning har bir modifikatsiyasi yangi niqoblar ishlab chiqarish zarurligiga olib keladi, shuning uchun tahrirlarni kiritish jarayoni juda qimmat. Euv niqob ko'rinishi 2.15-rasmda ko'rsatilgan.
2.15 - rasm. EUV niqobining ko'rinishi.
Fotolitografiya yordamida silikon taglik tuzilishi hosil bo'ladi. Ko'p qatlamlar yaratilgunga qadar jarayon bir necha marta takrorlanadi (20 dan ortiq). Qatlamlar turli materiallardan iborat bo'lishi mumkin va siz mikroskopik simlar bilan bog'lanishlarni ham ko'rib chiqishingiz kerak. Barcha qatlamlar qotishma mumkin.
Fotolitografiya jarayoni boshlanishidan oldin yopishqoq zarralar va suvni olib tashlash uchun taglik tozalanadi va isitiladi. Keyin maxsus qurilma yordamida taglik silikon dioksid bilan qoplangan. Keyinchalik, keyingi bosqichda qo'llaniladigan fotorezistiv material taglikda qolishini ta'minlaydigan taglikga bog'lovchi vosita qo'llaniladi. Fotorezistiv material taglikning o'rtasiga qo'llaniladi, keyinchalik qatlam taglikning butun yuzasiga teng ravishda taqsimlanishi uchun yuqori tezlikda aylana boshlaydi. Taglik yana isitiladi. Fotolitografiyaning ishlash printsipi 2.16-rasmda keltirilgan.
2.16-rasm. Fotolitografiyaning ishlash prinsipi.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
