Pembuatan chip
Jika Anda bertanya apa bahan baku chip, semua orang akan dengan mudah memberikan jawaban-itu silikon. Ini tidak salah, tetapi dari mana silikon berasal? Bahkan, itu adalah pasir yang paling biasa-biasa saja. Sulit membayangkan. Struktur mahal, rumit, kuat, dan misterius berasal dari pasir yang pada dasarnya tidak berharga. Tentu saja, harus ada proses pembuatan yang rumit di antaranya.
Bahan baku dasar untuk pembuatan chip
Jika Anda bertanya apa bahan baku chip, semua orang akan dengan mudah memberikan jawaban-itu silikon. Ini tidak salah, tetapi dari mana silikon berasal? Bahkan, itu adalah pasir yang paling biasa-biasa saja. Sulit membayangkan. Struktur mahal, rumit, kuat, dan misterius berasal dari pasir yang pada dasarnya tidak berharga. Tentu saja, harus ada proses pembuatan yang rumit di antaranya. Namun, bukan hanya segelintir pasir yang bisa dijadikan bahan baku. Itu harus dipilih dengan cermat untuk mengekstrak bahan baku silikon paling murni dari itu. Bayangkan jika bahan baku termurah dengan cadangan yang cukup digunakan untuk membuat keripik, seperti apa kualitas produk akhir, masihkah Anda bisa menggunakan prosesor berkinerja tinggi seperti sekarang?
Selain silikon, bahan penting untuk pembuatan chip adalah logam. Sejauh ini, aluminium telah menjadi bahan logam utama untuk membuat bagian internal prosesor, sementara tembaga secara bertahap dihilangkan. Ini karena beberapa alasan. Pada tegangan operasi chip saat ini, karakteristik elektromigrasi aluminium secara signifikan lebih baik daripada tembaga. Masalah elektromigrasi disebut ketika sejumlah besar elektron mengalir melalui bagian konduktor, atom-atom zat konduktor dipengaruhi oleh elektron dan meninggalkan posisi semula, meninggalkan kekosongan. Tinggal di lokasi lain akan menyebabkan korsleting di tempat lain dan memengaruhi fungsi logika chip, yang akan membuat chip tidak dapat digunakan.
Ini adalah alasan mengapa banyak Northwood Pentium 4 diganti dengan SNDS (North Wood Storm Syndrome). Ketika penggemar pertama kali melakukan overclock Northwood Pentium 4, mereka sangat ingin mencapai kesuksesan. Ketika tegangan chip sangat meningkat, masalah elektromigrasi serius menyebabkan chip lumpuh. Ini adalah pengalaman pertama Intel&# 39 dengan teknologi interkoneksi tembaga, dan jelas perlu beberapa perbaikan. Namun di sisi lain, penggunaan teknologi interkoneksi tembaga dapat mengurangi area chip. Pada saat yang sama, karena resistansi yang lebih rendah dari konduktor tembaga, arus yang melewatinya juga lebih cepat.
Selain dua bahan utama ini, beberapa jenis bahan baku kimia diperlukan dalam proses desain chip. Mereka memainkan peran yang berbeda dan tidak akan diulang di sini.
Tahap persiapan pembuatan chip
Setelah pengumpulan bahan baku yang diperlukan selesai, beberapa bahan baku ini perlu diolah terlebih dahulu. Sebagai bahan baku paling penting, pemrosesan silikon sangat penting. Pertama-tama, bahan baku silikon harus dimurnikan secara kimia, dan langkah ini membawa mereka ke tingkat bahan baku yang dapat digunakan oleh industri semikonduktor. Agar bahan baku silikon ini dapat memenuhi kebutuhan pemrosesan pabrikan sirkuit terpadu, bahan tersebut juga harus dibentuk. Langkah ini dilakukan dengan melebur bahan baku silikon dan kemudian menuangkan silikon cair ke dalam wadah kuarsa bersuhu tinggi yang besar.
Kemudian, bahan baku dilebur pada suhu tinggi. Kami belajar di kelas kimia sekolah menengah bahwa banyak atom di dalam padatan memiliki struktur kristal, seperti halnya silikon. Untuk memenuhi persyaratan prosesor berkinerja tinggi, seluruh bahan baku silikon harus sangat murni dan silikon kristal tunggal. Kemudian, bahan baku silikon dikeluarkan dari wadah suhu tinggi dengan peregangan rotary, dan ingot silikon silinder diproduksi. Dilihat dari proses yang saat ini digunakan, diameter penampang melingkar dari ingot silikon adalah 200 mm. Tetapi sekarang Intel dan beberapa perusahaan lain sudah mulai menggunakan silikon batangan berdiameter 300 mm. Sangat sulit untuk meningkatkan luas penampang sambil mempertahankan berbagai karakteristik ingot silikon, tetapi selama perusahaan bersedia menginvestasikan banyak uang untuk dipelajari, hal itu masih dapat dicapai. Pabrik Intel&# untuk pengembangan dan produksi silikon batangan 300 mm menelan biaya 3,5 miliar dolar AS. Keberhasilan teknologi baru memungkinkan Intel untuk memproduksi sirkuit terintegrasi dengan fungsi yang lebih kompleks dan kuat. Pabrik ingot silikon 200 milimeter juga menelan biaya $ 1,5 miliar. Proses pembuatan chip dimulai dengan mengiris silikon batangan.
Ingot silikon kristal tunggal
Setelah membuat silikon ingot dan memastikan bahwa itu adalah silinder absolut, langkah selanjutnya adalah mengiris silikon ingot silinder. Semakin tipis irisan, semakin sedikit bahan yang digunakan, dan tentu saja lebih banyak chip prosesor dapat diproduksi. Mengiris juga membutuhkan penyelesaian cermin untuk memastikan permukaan benar-benar halus, dan kemudian memeriksa distorsi atau masalah lainnya. Langkah pemeriksaan kualitas ini sangat penting, secara langsung menentukan kualitas chip yang sudah jadi.
Irisan baru harus didoping dengan beberapa zat untuk membuatnya menjadi bahan semikonduktor nyata, dan kemudian rangkaian transistor yang mewakili berbagai fungsi logika dijelaskan pada mereka. Atom bahan yang didoping memasuki celah antara atom silikon, dan gaya atom bekerja satu sama lain sehingga bahan baku silikon memiliki karakteristik semikonduktor. Saat ini pembuatan semikonduktor&lebih merupakan proses CMOS (semikonduktor logam-oksida pelengkap). Istilah komplementer mengacu pada interaksi antara transistor MOS tipe-N dan transistor M-tipe P dalam semikonduktor. N dan P masing-masing mewakili elektroda negatif dan elektroda positif dalam proses elektronik. Dalam sebagian besar kasus, irisan diolah dengan bahan kimia untuk membentuk substrat tipe-P. Rangkaian logika yang dituliskan di atasnya harus dirancang untuk mengikuti karakteristik rangkaian nMOS. Transistor jenis ini memiliki pemanfaatan ruang yang lebih tinggi dan lebih hemat energi. Pada saat yang sama, dalam banyak kasus, penampilan transistor pMOS harus dibatasi sebanyak mungkin, karena, pada tahap akhir dari proses pembuatan, bahan tipe-N perlu ditanamkan ke dalam substrat tipe-P, dan ini proses akan mengarah pada pembentukan tabung pMOS.
Setelah pekerjaan penggabungan bahan kimia selesai, pengiris standar selesai. Kemudian setiap irisan ditempatkan dalam tungku suhu tinggi dan dipanaskan, dan film silikon dioksida dihasilkan pada permukaan irisan dengan mengendalikan waktu pemanasan. Dengan memonitor secara cermat suhu, komposisi udara, dan waktu pemanasan, ketebalan lapisan silika dapat dikontrol. Dalam proses pembuatan 90-nanometer Intel GG, lebar gerbang oksida sekecil 5 atom yang luar biasa. Rangkaian gerbang lapisan ini juga merupakan bagian dari rangkaian gerbang transistor. Peran sirkuit gerbang transistor adalah untuk mengontrol aliran elektron di antara mereka. Melalui kontrol tegangan gerbang, aliran elektron dikontrol secara ketat, terlepas dari ukuran tegangan port input dan output. Proses terakhir dari persiapan adalah untuk menutup lapisan fotosensitif pada lapisan silikon dioksida. Lapisan bahan ini digunakan untuk aplikasi kontrol lain di lapisan yang sama. Lapisan bahan ini memiliki fotosensitifitas yang baik ketika dikeringkan, dan setelah proses fotolitografi selesai, ia dapat dilarutkan dan dihilangkan dengan metode kimia.
Pengambilan foto
Ini adalah langkah yang sangat rumit dalam proses pembuatan chip saat ini. Mengapa kamu mengatakan itu? Proses pengambilan foto adalah dengan menggunakan panjang gelombang cahaya tertentu untuk mengetsa skor yang sesuai di lapisan fotosensitif, sehingga mengubah sifat kimia bahan di sana. Teknologi ini memiliki persyaratan yang sangat ketat pada panjang gelombang cahaya yang digunakan, yang membutuhkan penggunaan sinar ultraviolet gelombang pendek dan lensa kelengkungan besar. Proses etsa juga dipengaruhi oleh noda pada wafer. Setiap langkah etsa adalah proses yang rumit dan rumit. Jumlah data yang diperlukan untuk merancang setiap langkah proses dapat diukur dalam satuan 10GB, dan langkah etsa yang diperlukan untuk memproduksi setiap prosesor lebih dari 20 langkah (setiap lapisan tergores). Selain itu, jika gambar tergores dari setiap lapisan diperbesar berkali-kali, itu bisa menjadi lebih rumit daripada peta seluruh Kota New York ditambah kisaran pinggiran kota. Bayangkan mengurangi seluruh peta New York ke area aktualhanya 100 milimeter persegi. Pada chip, maka Anda dapat membayangkan betapa rumitnya struktur chip ini.
Ketika semua etsa ini selesai, wafer dibalik. Cahaya panjang gelombang pendek diiradiasi ke lapisan fotosensitif wafer melalui takik berlubang pada templat kuarsa, dan kemudian cahaya dan templat dihapus. Bahan lapisan fotosensitif yang diekspos di luar dihilangkan dengan metode kimia, dan silikon dioksida segera dihasilkan di bawah posisi kosong.
Doping
Setelah sisa bahan lapisan fotosensitif dihilangkan, yang tersisa adalah lapisan silikon dioksida dari parit yang diisi dan lapisan silikon yang terbuka di bawah lapisan. Setelah langkah ini, lapisan silikon dioksida lainnya selesai. Kemudian, lapisan polisilikon lain dengan lapisan fotosensitif ditambahkan. Polysilicon adalah tipe lain dari gerbang sirkuit. Karena penggunaan bahan baku logam (maka nama semikonduktor oksida logam) di sini, polisilikon memungkinkan gerbang untuk didirikan sebelum tegangan pada port antrian transistor menjadi aktif. Lapisan fotosensitif juga terukir oleh cahaya panjang gelombang pendek melalui topeng. Setelah etsa lain, semua sirkuit gerbang yang diperlukan pada dasarnya telah terbentuk. Kemudian, lapisan silikon yang terpapar dibombardir secara kimia dengan ion. Tujuannya di sini adalah untuk membuat saluran-N atau saluran-P. Proses doping ini menciptakan semua transistor dan koneksi rangkaian di antara mereka. Tidak ada transistor yang memiliki input dan output, dan kedua ujungnya disebut port.
Ulangi proses ini
Dari langkah ini, Anda akan terus menambahkan lapisan, menambahkan lapisan silikon dioksida, dan kemudian litografi sekali. Ulangi langkah-langkah ini, dan kemudian ada arsitektur tiga dimensi multi-layer, yang merupakan keadaan embrio prosesor yang sedang Anda gunakan. Antara setiap lapisan, teknologi pelapisan logam digunakan untuk melakukan koneksi konduktif antara lapisan. Prosesor P4&hari ini menggunakan 7 lapisan koneksi logam, sedangkan Athlon64 menggunakan 9 lapisan. Jumlah lapisan yang digunakan tergantung pada desain tata letak awal dan tidak secara langsung mewakili perbedaan kinerja produk akhir.
Dalam beberapa minggu ke depan, wafer akan diuji satu per satu, termasuk menguji karakteristik listrik wafer untuk melihat apakah ada kesalahan logika, dan jika demikian, pada lapisan mana dan seterusnya. Setelah itu, setiap unit chip pada wafer yang memiliki masalah akan diuji secara individual untuk menentukan apakah chip tersebut memiliki kebutuhan pemrosesan khusus.
Kemudian, seluruh wafer dipotong menjadi unit chip prosesor individual. Dalam tes awal, unit-unit yang gagal dalam tes akan ditinggalkan. Unit-unit chip yang terputus ini akan dikemas dengan cara tertentu sehingga dapat dengan lancar dimasukkan ke motherboard dengan spesifikasi antarmuka tertentu. Sebagian besar prosesor Intel dan AMD dilindungi oleh pendingin. Setelah produk jadi dari prosesor selesai, berbagai tes fungsi chip juga diperlukan. Bagian ini akan menghasilkan nilai produk yang berbeda, beberapa chip beroperasi pada frekuensi yang relatif tinggi, sehingga nama dan jumlah produk frekuensi tinggi diberi label, dan chip tersebut dengan frekuensi operasi yang relatif rendah dimodifikasi untuk diberi label, model frekuensi rendah lainnya. Ini adalah prosesor penentuan posisi pasar yang berbeda. Dan beberapa prosesor mungkin memiliki beberapa kekurangan dalam fungsi chip. Misalnya, ia memiliki cacat dalam fungsi cache (cacat ini cukup untuk menyebabkan sebagian besar chip lumpuh), maka mereka akan dilindungi dari beberapa kapasitas cache, mengurangi kinerja, dan tentu saja, menurunkan harga produk. Ini Celeron Dan asal usul Sempron.
Setelah proses pengemasan chip selesai, banyak produk harus melakukan pengujian lain untuk memastikan bahwa tidak ada kelalaian dalam proses pembuatan sebelumnya, dan produk sepenuhnya mematuhi spesifikasi tanpa penyimpangan.
Artikel dan gambar dari internet, jika ada pelanggaran harap hubungi kami terlebih dahulu untuk menghapus.
NeoDen menyediakan solusi penuh perakitan jalur SMT, termasuk oven aliran SM, mesin gelombang solder, mesin pilih dan tempat, mesin pasta solder, pemuat PCB, pembongkar PCB, pembuat chip, mesin SMT AOI, mesin SMT SPI, mesin SMT X-Ray, peralatan jalur perakitan SMT, Peralatan produksi PCBSuku cadang SMT, dll. Mesin SMT apa pun yang mungkin Anda perlukan, silakan hubungi kami untuk informasi lebih lanjut:
Hangzhou NeoDen Technology Co, Ltd
Surel:info@neodentech.com