Transcript Autor: Tomasz Ksiądzyk I. II. III. IV. V. Początek produkcji układów scalonych. Formowanie wafla krzemowego. Proces fotolitografii. Cięcie procesorów. Testowanie procesorów .

Autor: Tomasz Ksiądzyk
I.
II.
III.
IV.
V.
Początek produkcji układów scalonych.
Formowanie wafla krzemowego.
Proces fotolitografii.
Cięcie procesorów.
Testowanie procesorów .
I.
Do produkcji układów scalonych wykorzystuje się krzem. Krzem występuje w piasku.
1.
Początek produkcji procesorów rozpoczyna się od „wyhodowania”, uzyskania z
piasku kryształów zawierających czysty krzem.
2.
Następnie za pomocą specjalnych pieców elektrycznych tzw. Łukowych jest
wytapiany krzem.
3.
Następnym krokiem jest oczyszczenie krzemu. Wytopiony krzem się sprowadza do
postaci płynnej i jest oczyszczany, destylowany aby nie było zanieczyszczeń.
4.
Kolejny krok to powstanie prętów zawierających czysty krzem.
5.
Powstałe pręty się rozbija i umieszcza się w kwarcowych tyglach, które wstawia
się do pieców elektrycznych i wytapia się a następnie powstają monokryształy.
Temperatura topnienia wynosi 1400o C.
6.
Metoda oczyszczania krzemu nazywa się Metoda Czochralskiego.
Monokryształ krzemu.
Fabryka procesorów.
Produkcja procesorów odbywa się w bardzo
sterylnych warunkach a pracownicy pracują w
ochronnych kombinezonach.
II.
Drugi etap produkcji procesorów to formowanie wafla krzemowego.
1.
Gdy krzem się już roztopi w piecu wkłada się słupek i wolno obraca.
2.
Po wyjęciu słupka z krzemem z pieca krzem krzepnie i powstaje kryształ.
3.
Dzięki precyzyjnej prędkości wyciągania krzemu na godzinę można uzyskać do
40 mm, kryształ rozpoczyna formowanie od wąskiej szyjki i powiększa się do
uzyskania odpowiedniej średnicy.
4.
Szlifowanie prętu kwarcowego do postaci idealnego cylindra o średnicy 200 mm
1,5m długości.
5.
Cięcie prętu kwarcowego piła diamentową na okrągłe wafle,
płytki o grubości 1 mm.
6.
Pocięte wafle krzemowe są polerowane. I tak powstaje wafel
krzemowy.
Wafel krzemowy.
III.
Trzeci etap produkcji procesorów to proces fotolitografii. Proces fotolitografii polega na
nakładaniu różnych warstw.
1.
Żeby procesor mógł przewodzić prąd trzeba dodać do krzemu różne związki
chemiczne które spowodują ze materjał będzie półprzewodnikiem.
2.
Nanoszenie na wafel warstwy izolującej która jest wykonana z dwutlenku krzemu
(SiO2 ).
3.
Nałożenie warstwy emulsji światłoczułej.
4.
Następnie laser przechodzi przez specjalnie przygotowaną maskę i soczewkę
naświetla emulsje światłoczułą na powierzchni wafla krzemowego.
5.
Następnie urządzenie setteper przesuwa kawałek wafla i laser znowu naświetla
kawałek emulsji światłoczułej i ten proces się powtarza aż nie zostanie
naświetlony cały wafel.
6.
Kolejnym krokiem w produkcji procesorów jest wypłukanie kwasem
naświetlonego miejsca na waflu krzemowym.
7.
Potem jest nakładana na wafel warstwa materiału półprzewodnika z emulsją
światłoczułą . Poczym znowu jest naświetlane i trawione przez kwas następne
warstwy procesora ten proces kilka razy się powtarza aż do ukończenia
procesora.
Najmniejszy element procesora tranzystor.
Ten schemat przedstawia jak jest naświetlany wafel krzemowy w procesie naświetlania.
IV.
Czwarty etap produkcji procesorów to ciecie wafla krzemowego na procesory.
1.
Na waflu krzemowym już się znajdują gotowe do pocięcia płytki procesorów.
2.
Kolejnym krokiem jest sprawdzenie, które procesory są sprawne i te zostaną
wykorzystane a które niesprawne zostaną wyrzucone. Stosunek poprawnie
wyprodukowanych procesorów nazywa się uzyskiem poprawnie wyprodukowanie
procesory na końcu produkcji wynosi ponad 90%.
3.
Kolejny krok to cięcie procesorów piłą diamentową po przetestowaniu są
umieszczane w obudowie płytka procesora jest łączona za pomocą złotych
drucików z wyprowadzeniami na zewnątrz obudowy procesora.
W fabryce procesorów.
Maszyna do nakładania SiO2 warstwy izolacyjnej na
wafel krzemowy.
Ostatni piąty etap produkcji procesorów to testowanie i określanie częstotliwości.
V.
1.
Gdy już układ scalony zostanie zamknięty w obudowie. Zaczyna się ostatnie
testowanie procesora.
2.
Procesory są poddawane ciężkim testom w różnych temperaturach, przy różnym
ciśnieniom, z różnymi częstotliwościami póki nie przestaną działać.
Prezentację przygotował Tomasz Ksiądzyk
Strona www: http://www.urzadzeniatechnikikomputerowej.cba.pl
Adres E-m@li: [email protected]
GG: 4588911