Uw CPU komt van zand
Zand. Bestaat voor 25% uit silicium en is, na zuurstof, het meest voorkomende chemische element in de aardkorst. Zand, vooral kwarts, bevat hoge percentages silicium in de vorm van siliciumdioxide (SiO2) en is het basisingrediënt voor de fabricage van halfgeleiders.
Zuivering en groei
Nadat het ruwe zand is verkregen en het silicium is afgescheiden, wordt het overtollige materiaal verwijderd en wordt het silicium in meerdere stappen gezuiverd om uiteindelijk de kwaliteit voor de fabricage van halfgeleiders te bereiken die silicium van elektronische kwaliteit wordt genoemd. De resulterende zuiverheid is zo groot dat silicium van elektronische kwaliteit slechts één buitenaards atoom mag bevatten op één miljard siliciumatomen. Na het zuiveringsproces komt het silicium in de smeltfase. Op deze foto is te zien hoe uit de gezuiverde siliciumsmelt één groot kristal wordt gegroeid. Het monokristal dat zo ontstaat, wordt een ingot genoemd.
Een grote ingot
Een monokristal-ingot wordt gemaakt van silicium van elektronische kwaliteit. Een ingot weegt ongeveer 100 kilogram (of 220 pond) en heeft een siliciumzuiverheid van 99,9999 procent.
Ingotsnijden
De ingot gaat dan naar de snijfase waar afzonderlijke siliciumschijfjes, wafers genaamd, dun worden gesneden. Sommige ingots kunnen hoger dan 1,5 meter zijn. Er bestaan verschillende diameters van ingots, afhankelijk van de vereiste wafergrootte. Tegenwoordig worden CPU’s meestal op wafers van 300 mm gemaakt.
Wafer Polishing
Eenmaal gesneden, worden de wafers gepolijst tot ze een onberispelijk, spiegelglad oppervlak hebben. Intel produceert zijn eigen ingots en wafers niet zelf, maar koopt in plaats daarvan productieklare wafers van andere bedrijven. Intels geavanceerde 45 nm High-K/Metal Gate-proces maakt gebruik van wafers met een diameter van 300 mm (of 12 inch). Toen Intel voor het eerst chips begon te maken, drukte het schakelingen af op wafers van 50 mm (2 inch). Tegenwoordig gebruikt Intel wafers van 300 mm, waardoor de kosten per chip zijn gedaald.
Photo Resist Application
De blauwe vloeistof, hierboven afgebeeld, is een afwerking met fotoweerstand die vergelijkbaar is met die welke in fotografiefilm wordt gebruikt. De wafer draait tijdens deze stap om een gelijkmatig verdeelde coating mogelijk te maken die glad en ook zeer dun is.
UV Blootstelling aan licht
In dit stadium wordt de foto-resistente afwerking blootgesteld aan ultra violet (UV) licht. De chemische reactie die door het UV-licht op gang wordt gebracht, is vergelijkbaar met wat er met het filmmateriaal in een camera gebeurt op het moment dat u de ontspanknop indrukt.
Zones van de resist op de wafer die aan UV-licht zijn blootgesteld, zullen oplosbaar worden. De belichting gebeurt met maskers die als stencils werken. Bij gebruik met UV-licht creëren de maskers de verschillende circuitpatronen. De bouw van een CPU herhaalt dit proces in wezen steeds weer totdat meerdere lagen op elkaar zijn gestapeld.
Een lens (midden) reduceert het beeld van het masker tot een klein brandpunt. De resulterende “afdruk” op de wafer is meestal vier keer kleiner, lineair, dan het patroon van het masker.
Meer belichten
In de afbeelding hebben we een voorstelling van hoe een enkele transistor eruit zou zien als we hem met het blote oog zouden kunnen zien. Een transistor fungeert als een schakelaar, die de stroom van elektrische stroom in een computerchip regelt. Onderzoekers van Intel hebben transistors ontwikkeld die zo klein zijn dat er volgens hen ongeveer 30 miljoen op de kop van een speld passen.
Fotoweerstand wassen
Na blootstelling aan UV-licht worden de blootgelegde blauwe fotoweerstandsgebieden volledig opgelost door een oplosmiddel. Dit onthult een patroon van fotoweerstand gemaakt door het masker. Vanaf dit punt begint het begin van transistors, verbindingen en andere elektrische contacten te groeien.
Etching
De fotoweerstandslaag beschermt wafermateriaal dat niet mag worden weg geëtst. De blootliggende delen worden met chemicaliën weg geëtst.
Fotoweerstand verwijderen
Na het etsen wordt de fotoweerstand verwijderd en wordt de gewenste vorm zichtbaar.
Recent nieuws