Din CPU kom från sand
Sand. Består till 25 procent av kisel och är, efter syre, det näst vanligaste kemiska elementet i jordskorpan. Sand, särskilt kvarts, har höga halter av kisel i form av kiseldioxid (SiO2) och är grundingrediensen för halvledartillverkning.
Rening och odling
Efter anskaffning av rå sand och separering av kisel, bortskaffas överskottsmaterialet och kiseln renas i flera steg för att slutligen nå halvledartillverkningskvalitet, som kallas elektronikkvalitetskvalitetsk kisel. Den resulterande renheten är så stor att kisel av elektronisk kvalitet endast får innehålla en utomjordisk atom per en miljard kiselatomer. Efter reningsprocessen går kislet in i smältningsfasen. På den här bilden kan du se hur en stor kristall växer fram ur den renade kiselsmältan. Den resulterande monokristallen kallas för en göt.
En stor göt
En monokristallgöt tillverkas av kisel av elektronisk kvalitet. En göt väger cirka 100 kilo (eller 220 pund) och har en kiselrenhet på 99,9999 procent.
Ingot Slicing
Gotten flyttas sedan till skivningsfasen där enskilda kiselskivor, så kallade wafers, skivas tunt. Vissa göt kan stå högre än fem fot. Det finns flera olika diametrar av göt beroende på vilken storlek på skivan som krävs. Idag tillverkas CPU:er vanligen på 300 mm stora wafers.
Polering av wafers
När de väl är skurna poleras wafers tills de har felfria, spegelblanka ytor. Intel tillverkar inte sina egna göt och wafers, utan köper istället tillverkningsklara wafers från tredjepartsföretag. Intels avancerade 45 nm High-K/Metal Gate-process använder wafers med en diameter på 300 mm (eller 12 tum). När Intel började tillverka chips tryckte man kretsar på 50 mm (2 tum) stora skivor. Numera använder Intel skivor med en diameter på 300 mm, vilket leder till minskade kostnader per chip.
Fotoresisttillämpning
Den blå vätskan, som visas ovan, är ett fotoresist som liknar det som används i film för fotografering. Wafern snurrar under detta steg för att möjliggöra en jämnt fördelad beläggning som är slät och även mycket tunn.
UV-ljusexponering
I detta steg exponeras den fotoresistenta ytbehandlingen för ultraviolett (UV) ljus. Den kemiska reaktion som utlöses av UV-ljuset liknar det som händer med filmmaterialet i en kamera när du trycker på slutarknappen.
Avsnitt av resistensen på skivan som har exponerats för UV-ljus kommer att bli lösliga. Exponeringen sker med hjälp av masker som fungerar som stenciler. När maskerna används med UV-ljus skapar de olika kretsmönster. Byggandet av en CPU upprepar i huvudsak denna process om och om igen tills flera lager är staplade på varandra.
En lins (i mitten) reducerar maskens bild till en liten brännpunkt. Det resulterande ”avtrycket” på skivan är vanligtvis fyra gånger mindre, linjärt, än maskens mönster.
Mer exponering
I bilden har vi en representation av hur en enskild transistor skulle se ut om vi kunde se den med blotta ögat. En transistor fungerar som en omkopplare och styr flödet av elektrisk ström i ett datachip. Intels forskare har utvecklat transistorer som är så små att de hävdar att ungefär 30 miljoner av dem skulle kunna rymmas på ett knappnålshuvud.
Fotoresisttvätt
Efter att ha exponerats för UV-ljus löses de exponerade blå fotoresistområdena helt upp av ett lösningsmedel. Detta avslöjar ett mönster av fotoresist som gjorts av masken. Början till transistorer, sammankopplingar och andra elektriska kontakter börjar växa fram från denna punkt.
Etching
Fotoresistskiktet skyddar wafermaterial som inte ska etsas bort. Områden som var exponerade kommer att etsas bort med kemikalier.
Fotoresist borttagning
Efter etsningen avlägsnas fotoresisten och den önskade formen blir synlig.
Nyheter