Cum se creează jetoane
Producția de așchii este impunerea straturilor subțiri cu un "model" complex pe substraturile de siliciu. În primul rând, se creează un strat izolator care funcționează ca un obturator electric. Materialul fotorezist este apoi suprapus în partea de sus, iar zonele nedorite sunt îndepărtate cu măști și iradiere cu intensitate ridicată. Atunci când zonele iradiate sunt îndepărtate, sub acestea se deschid secțiuni de dioxid de siliciu, care sunt îndepărtate prin gravare. După aceea, materialul fotorezist este îndepărtat și avem o anumită structură pe suprafața siliciului. Apoi se efectuează procese suplimentare de fotolitografie, cu diferite materiale, până când se obține structura tridimensională dorită. Fiecare strat poate fi dopat cu o anumită substanță sau ioni, schimbând proprietățile electrice. În fiecare strat, ferestrele sunt create pentru a conecta conexiunile metalice.
În ceea ce privește producția de substraturi, este necesar să le tăiați dintr-un singur cilindru monocristal cu "clatite" subțiri, pentru a le tăia cu ușurință în cristale individuale de procesoare. La fiecare pas al producției se efectuează teste complexe, permițând evaluarea calității. Pentru testele fiecărui cristal pe substrat se utilizează sonde electrice. În cele din urmă, substratul este tăiat în nuclee separate, miezurile nefuncționale sunt imediat eliminate. În funcție de caracteristici, nucleul devine unul sau celălalt procesor și este ambalat, ceea ce facilitează instalarea procesorului pe placa de bază. Toate blocurile funcționale trec prin teste de rezistență intensă.
Totul începe cu substraturile
Primul pas în producția de procesoare este efectuat într-o cameră curată. Apropo, este important de menționat că o astfel de producție tehnologică este o acumulare de capital imens pe metru pătrat. Construcția unei instalații moderne cu tot echipamentul este ușor să "zboare" 2-3 miliarde de dolari, iar pentru testele de lansare a noilor tehnologii este nevoie de câteva luni. Numai atunci planta poate produce serios procesoare.
În general, procesul de fabricare a așchiilor constă în mai multe etape de prelucrare a substraturilor. Aceasta include crearea de substraturi în sine, care vor fi în cele din urmă tăiate în cristale individuale.
Producția de substraturi
Totul începe cu creșterea unui singur cristal, pentru care cristalul de semințe este introdus în baie cu siliciu topit, care este chiar deasupra punctului de topire a siliciului policristalină. Este important ca cristalele să crească încet (aproximativ o zi) pentru a asigura aranjamentul corect al atomilor. Siliciul policristalin sau amorf constă dintr-o varietate de cristale disimulate care vor conduce la apariția unor structuri de suprafață nedorite cu proprietăți electrice slabe. Atunci când siliciul este topit, el poate fi aliat cu alte substanțe care își schimbă proprietățile electrice. Întregul proces are loc într-o cameră sigilată cu o compoziție specială a aerului, astfel încât siliciul să nu fie oxidat.
Singurul cristal este tăiat în „clatite“ cu ajutorul ferăstrău circular cu diamant, care este foarte precisă și nu creează mari neregularități pe suprafața substratului. Desigur, suprafața substratului nu este încă perfect plat, așa că au nevoie de o intervenție chirurgicală suplimentară.
Mai întâi, folosind o placă de oțel rotativă și un material abraziv (cum ar fi oxidul de aluminiu), un strat gros este îndepărtat din substraturi (procesul se numește măcinare). Ca urmare, sunt eliminate neregularitățile în domeniul de mărime de la 0,05 mm până la aproximativ 0,002 mm (2 000 nm). Apoi, marginile fiecărui substrat trebuie rotunjite, deoarece straturile se pot desprinde de marginile ascuțite. Apoi, se utilizează procesul de gravare, când cu diferite substanțe chimice (acid fluorhidric, acid acetic, acid azotic) suprafața este netezită cu aproximativ 50 μm. Din punct de vedere fizic, suprafața nu se deteriorează, deoarece întregul proces este complet chimic. Acesta vă permite să eliminați erorile rămase în structura cristalină, ca urmare a faptului că suprafața va fi aproape de ideal.
Ultimul pas este lustruirea, care netezește suprafața la neregularități, maxim 3 nm. Polizarea se efectuează cu un amestec de hidroxid de sodiu și dioxid de siliciu granulat.
Doping, difuzie
Am menționat deja dopajul care se efectuează în timpul creșterii unui singur cristal. Dar alierea se face atât cu substratul finit, cât și în timpul proceselor fotolitografice mai târziu. Acest lucru vă permite să modificați proprietățile electrice ale anumitor regiuni și straturi, mai degrabă decât întreaga structură a cristalului
Adăugarea dopantului poate să apară prin difuzie. Atomii substanței doping umple spațiul liber din interiorul rețelei de cristal, între structurile de siliciu. În unele cazuri, puteți aloca structura existentă. Difuzia se efectuează cu ajutorul gazelor (azot și argon) sau cu ajutorul substanțelor solide sau al altor surse de substanță doping.
O altă abordare a dopării este implantarea ionilor, care este foarte utilă în schimbarea proprietăților substratului care a fost dopat, deoarece implantarea ionilor este efectuată la temperatura obișnuită. Prin urmare, impuritățile existente nu difuzează. Pe substrat, puteți impune o mască care vă permite să procesați numai anumite zone. Desigur, se poate vorbi despre implantarea ionilor pentru o lungă perioadă de timp și se discută adâncimea penetrării, activarea aditivului la temperaturi înalte, efectele canalului, penetrarea în nivele de oxid, etc. dar acest lucru este dincolo de sfera de aplicare a acestui articol. Procedura poate fi repetată de mai multe ori în timpul producției.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: