Your CPU Came From Sand
Sand. Alcătuit din 25 la sută siliciu, este, după oxigen, al doilea cel mai abundent element chimic care se află în scoarța terestră. Nisipul, în special cuarțul, are procente ridicate de siliciu sub formă de dioxid de siliciu (SiO2) și este ingredientul de bază pentru fabricarea semiconductorilor.
Purificare și cultivare
După procurarea nisipului brut și separarea siliciului, materialul în exces este eliminat, iar siliciul este purificat în mai multe etape pentru a ajunge în final la calitatea de fabricare a semiconductorilor, care se numește siliciu de calitate electronică. Puritatea rezultată este atât de mare încât siliciul de calitate electronică poate avea doar un atom străin la fiecare miliard de atomi de siliciu. După procesul de purificare, siliciul intră în faza de topire. În această imagine puteți vedea cum un cristal mare crește din topitura de siliciu purificat. Monocristalul rezultat se numește lingou.
Un lingou mare
Un lingou monocristalic este produs din siliciu de calitate electronică. Un lingou cântărește aproximativ 100 de kilograme (sau 220 de lire sterline) și are o puritate a siliciului de 99,9999 la sută.
Tranșarea lingoului
Ligotul este apoi mutat în faza de tranșare, unde discurile individuale de siliciu, numite wafers, sunt tăiate subțire. Unele lingouri pot avea o înălțime de peste 1,5 metri. Există mai multe diametre diferite ale lingourilor, în funcție de dimensiunea necesară a plachetei. Astăzi, unitățile centrale de procesare sunt fabricate în mod obișnuit pe plachete de 300 mm.
Lustruirea plachetelor
După ce au fost tăiate, plachetele sunt lustruite până când au suprafețe impecabile, netede ca o oglindă. Intel nu își produce propriile lingouri și plachete, ci achiziționează plachete gata de fabricație de la companii terțe. Procesul avansat de 45 nm High-K/Metal Gate al Intel utilizează plachete cu un diametru de 300 mm (sau 12 inci). Când Intel a început să fabrice cipuri, a imprimat circuite pe plachete de 50 mm (2 inci). În zilele noastre, Intel folosește plachete de 300 mm, ceea ce duce la scăderea costurilor per cip.
Aplicație fotorezistentă
Lichidul albastru, descris mai sus, este un finisaj fotorezistent similar cu cele folosite în filme pentru fotografie. Placheta se rotește în timpul acestei etape pentru a permite o acoperire uniform distribuită care este netedă și, de asemenea, foarte subțire.
Expunere la lumină UV
În această etapă, finisajul fotorezistent este expus la lumină ultravioletă (UV). Reacția chimică declanșată de lumina UV este similară cu ceea ce se întâmplă cu materialul de film dintr-un aparat de fotografiat în momentul în care apăsați butonul de declanșare.
Zonele din rezistența de pe plachetă care au fost expuse la lumina UV vor deveni solubile. Expunerea se face cu ajutorul unor măști care acționează ca niște șabloane. Atunci când sunt utilizate cu lumină UV, măștile creează diferitele modele de circuit. Construcția unei unități centrale de procesare repetă, în esență, acest proces la nesfârșit până când mai multe straturi sunt suprapuse.
O lentilă (mijloc) reduce imaginea măștii la un punct focal mic. „Amprenta” rezultată pe plachetă este de obicei de patru ori mai mică, liniar, decât modelul măștii.
Mai multă expunere
În imagine avem o reprezentare a ceea ce ar arăta un singur tranzistor dacă l-am putea vedea cu ochiul liber. Un tranzistor acționează ca un comutator, controlând fluxul de curent electric într-un cip de calculator. Cercetătorii de la Intel au dezvoltat tranzistoare atât de mici încât susțin că aproximativ 30 de milioane dintre ele ar putea încăpea pe capul unui ac.
Spălarea fotorezistenței
După ce au fost expuse la lumină UV, zonele de fotorezistență albastră expuse sunt complet dizolvate de un solvent. Acest lucru dezvăluie un model de fotorezistență realizat de mască. Începuturile tranzistoarelor, interconectărilor și altor contacte electrice încep să se dezvolte din acest punct.
Gravare
Stratul de fotorezistență protejează materialul de pe plachetă care nu trebuie să fie gravat. Zonele care au fost expuse vor fi gravate cu substanțe chimice.
Îndepărtarea fotorezistenței
După gravură, fotorezistența este îndepărtată și forma dorită devine vizibilă.
Știri recente
.