Компания
190,15
рейтинг
17 декабря 2010 в 19:46

Разное → От песка до процессора tutorial

Сложно в это поверить, но современный процессор является самым сложным готовым продуктом на Земле – а ведь, казалось бы, чего сложного в этом куске железа?

image

Как и обещал – подробный рассказ о том, как делают процессоры… начиная с песка. Все, что вы хотели знать, но боялись спросить )


Я уже рассказывал о том, «Где производят процессоры» и о том, какие «Трудности производства» на этом пути стоят. Сегодня речь пойдет непосредственно про само производство – «от и до».

Производство процессоров


Когда фабрика для производства процессоров по новой технологии построена, у нее есть 4 года на то, чтобы окупить вложенные средства (более $5млрд) и принести прибыль. Из несложных секретных расчетов получается, что фабрика должна производить не менее 100 работающих пластин в час.

Вкратце процесс изготовления процессора выглядит так: из расплавленного кремния на специальном оборудовании выращивают монокристалл цилиндрической формы. Получившийся слиток охлаждают и режут на «блины», поверхность которых тщательно выравнивают и полируют до зеркального блеска. Затем в «чистых комнатах» полупроводниковых заводов на кремниевых пластинах методами фотолитографии и травления создаются интегральные схемы. После повторной очистки пластин, специалисты лаборатории под микроскопом производят выборочное тестирование процессоров – если все «ОК», то готовые пластины разрезают на отдельные процессоры, которые позже заключают в корпуса.

Уроки химии


Давайте рассмотрим весь процесс более подробно. Содержание кремния в земной коре составляет порядка 25-30% по массе, благодаря чему по распространённости этот элемент занимает второе место после кислорода. Песок, особенно кварцевый, имеет высокий процент содержания кремния в виде диоксида кремния (SiO2) и в начале производственного процесса является базовым компонентом для создания полупроводников.

image

Первоначально берется SiO2 в виде песка, который в дуговых печах (при температуре около 1800°C) восстанавливают коксом:
SiO2 + 2C = Si + 2CO
Такой кремний носит название «технический» и имеет чистоту 98-99.9%. Для производства процессоров требуется гораздо более чистое сырье, называемое «электронным кремнием» — в таком должно быть не более одного чужеродного атома на миллиард атомов кремния. Для очистки до такого уровня, кремний буквально «рождается заново». Путем хлорирования технического кремния получают тетрахлорид кремния (SiCl4), который в дальнейшем преобразуется в трихлорсилан (SiHCl3):
3SiCl4 + 2H2 + Si 4SiHCl3
Данные реакции с использованием рецикла образующихся побочных кремнийсодержащих веществ снижают себестоимость и устраняют экологические проблемы:
2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4
2SiH2Cl2 SiH3Cl + SiHCl3
2SiH3Cl SiH4 + SiH2Cl2
SiH4 Si + 2H2
Получившийся в результате водород можно много где использовать, но самое главное то, что был получен «электронный» кремний, чистый-пречистый (99,9999999%). Чуть позже в расплав такого кремния опускается затравка («точка роста»), которая постепенно вытягивается из тигля. В результате образуется так называемая «буля» — монокристалл высотой со взрослого человека. Вес соответствующий — на производстве такая дуля весит порядка 100 кг.

image

Слиток шкурят «нулёвкой» :) и режут алмазной пилой. На выходе – пластины (кодовое название «вафля») толщиной около 1 мм и диаметром 300 мм (~12 дюймов; именно такие используются для техпроцесса в 32нм с технологией HKMG, High-K/Metal Gate). Когда-то давно Intel использовала диски диаметром 50мм (2"), а в ближайшем будущем уже планируется переход на пластины с диаметром в 450мм – это оправдано как минимум с точки зрения снижения затрат на производство чипов. К слову об экономии — все эти кристаллы выращиваются вне Intel; для процессорного производства они закупаются в другом месте.

Каждую пластину полируют, делают идеально ровной, доводя ее поверхность до зеркального блеска.

image

Производство чипов состоит более чем из трёх сотен операций, в результате которых более 20 слоёв образуют сложную трёхмерную структуру – доступный на Хабре объем статьи не позволит рассказать вкратце даже о половине из этого списка :) Поэтому совсем коротко и лишь о самых важных этапах.

Итак. В отшлифованные кремниевые пластины необходимо перенести структуру будущего процессора, то есть внедрить в определенные участки кремниевой пластины примеси, которые в итоге и образуют транзисторы. Как это сделать? Вообще, нанесение различных слоев на процессорную подложу это целая наука, ведь даже в теории такой процесс непрост (не говоря уже о практике, с учетом масштабов)… но ведь так приятно разобраться в сложном ;) Ну или хотя бы попытаться разобраться.

Фотолитография


Проблема решается с помощью технологии фотолитографии — процесса избирательного травления поверхностного слоя с использованием защитного фотошаблона. Технология построена по принципу «свет-шаблон-фоторезист» и проходит следующим образом:
— На кремниевую подложку наносят слой материала, из которого нужно сформировать рисунок. На него наносится фоторезист — слой полимерного светочувствительного материала, меняющего свои физико-химические свойства при облучении светом.
— Производится экспонирование (освещение фотослоя в течение точно установленного промежутка времени) через фотошаблон
— Удаление отработанного фоторезиста.
Нужная структура рисуется на фотошаблоне — как правило, это пластинка из оптического стекла, на которую фотографическим способом нанесены непрозрачные области. Каждый такой шаблон содержит один из слоев будущего процессора, поэтому он должен быть очень точным и практичным.

image

Иной раз осаждать те или иные материалы в нужных местах пластины просто невозможно, поэтому гораздо проще нанести материал сразу на всю поверхность, убрав лишнее из тех мест, где он не нужен — на изображении выше синим цветом показано нанесение фоторезиста.

Пластина облучается потоком ионов (положительно или отрицательно заряженных атомов), которые в заданных местах проникают под поверхность пластины и изменяют проводящие свойства кремния (зеленые участки — это внедренные чужеродные атомы).

Как изолировать области, не требующие последующей обработки? Перед литографией на поверхность кремниевой пластины (при высокой температуре в специальной камере) наносится защитная пленка диэлектрика – как я уже рассказывал, вместо традиционного диоксида кремния компания Intel стала использовать High-K-диэлектрик. Он толще диоксида кремния, но в то же время у него те же емкостные свойства. Более того, в связи с увеличением толщины уменьшен ток утечки через диэлектрик, а как следствие – стало возможным получать более энергоэффективные процессоры. В общем, тут гораздо сложнее обеспечить равномерность этой пленки по всей поверхности пластины — в связи с этим на производстве применяется высокоточный температурный контроль.

image

Так вот. В тех местах, которые будут обрабатываться примесями, защитная пленка не нужна – её аккуратно снимают при помощи травления (удаления областей слоя для формирования многослойной структуры с определенными свойствами). А как снять ее не везде, а только в нужных областях? Для этого поверх пленки необходимо нанести еще один слой фоторезиста – за счет центробежной силы вращающейся пластины, он наносится очень тонким слоем.

image

В фотографии свет проходил через негативную пленку, падал на поверхность фотобумаги и менял ее химические свойства. В фотолитографии принцип схожий: свет пропускается через фотошаблон на фоторезист, и в тех местах, где он прошел через маску, отдельные участки фоторезиста меняют свойства. Через маски пропускается световое излучение, которое фокусируется на подложке. Для точной фокусировки необходима специальная система линз или зеркал, способная не просто уменьшить, изображение, вырезанное на маске, до размеров чипа, но и точно спроецировать его на заготовке. Напечатанные пластины, как правило, в четыре раза меньше, чем сами маски.

image

Весь отработанный фоторезист (изменивший свою растворимость под действием облучения) удаляется специальным химическим раствором – вместе с ним растворяется и часть подложки под засвеченным фоторезистом. Часть подложки, которая была закрыта от света маской, не растворится. Она образует проводник или будущий активный элемент – результатом такого подхода становятся различные картины замыканий на каждом слое микропроцессора.

image

Собственно говоря, все предыдущие шаги были нужны для того, чтобы создать в необходимых местах полупроводниковые структуры путем внедрения донорной (n-типа) или акцепторной (p-типа) примеси. Допустим, нам нужно сделать в кремнии область концентрации носителей p-типа, то есть зону дырочной проводимости. Для этого пластину обрабатывают с помощью устройства, которое называется имплантер — ионы бора с огромной энергией выстреливаются из высоковольтного ускорителя и равномерно распределяются в незащищенных зонах, образованных при фотолитографии.

image

Там, где диэлектрик был убран, ионы проникают в слой незащищенного кремния – в противном случае они «застревают» в диэлектрике. После очередного процесса травления убираются остатки диэлектрика, а на пластине остаются зоны, в которых локально есть бор. Понятно, что у современных процессоров может быть несколько таких слоев — в таком случае на получившемся рисунке снова выращивается слой диэлектрика и далее все идет по протоптанной дорожке — еще один слой фоторезиста, процесс фотолитографии (уже по новой маске), травление, имплантация… ну вы поняли.

Характерный размер транзистора сейчас — 32 нм, а длина волны, которой обрабатывается кремний — это даже не обычный свет, а специальный ультрафиолетовый эксимерный лазер — 193 нм. Однако законы оптики не позволяют разрешить два объекта, находящиеся на расстоянии меньше, чем половина длины волны. Происходит это из-за дифракции света. Как быть? Применять различные ухищрения — например, кроме упомянутых эксимерных лазеров, светящих далеко в ультрафиолетовом спектре, в современной фотолитографии используется многослойная отражающая оптика с использованием специальных масок и специальный процесс иммерсионной (погружной) фотолитографии.

image

Логические элементы, которые образовались в процессе фотолитографии, должны быть соединены друг с другом. Для этого пластины помещают в раствор сульфата меди, в котором под действием электрического тока атомы металла «оседают» в оставшихся «проходах» — в результате этого гальванического процесса образуются проводящие области, создающие соединения между отдельными частями процессорной «логики». Излишки проводящего покрытия убираются полировкой.

image

image Финишная прямая


Ура – самое сложное позади. Осталось хитрым способом соединить «остатки» транзисторов — принцип и последовательность всех этих соединений (шин) и называется процессорной архитектурой. Для каждого процессора эти соединения различны – хоть схемы и кажутся абсолютно плоскими, в некоторых случаях может использоваться до 30 уровней таких «проводов». Отдаленно (при очень большом увеличении) все это похоже на футуристическую дорожную развязку – и ведь кто-то же эти клубки проектирует!

image

Когда обработка пластин завершена, пластины передаются из производства в монтажно-испытательный цех. Там кристаллы проходят первые испытания, и те, которые проходят тест (а это подавляющее большинство), вырезаются из подложки специальным устройством.

image

На следующем этапе процессор упаковывается в подложку (на рисунке – процессор Intel Core i5, состоящий из CPU и чипа HD-графики).

image

Привет, сокет!


Подложка, кристалл и теплораспределительная крышка соединяются вместе – именно этот продукт мы будем иметь ввиду, говоря слово «процессор». Зеленая подложка создает электрический и механический интерфейс (для электрического соединения кремниевой микросхемы с корпусом используется золото), благодаря которому станет возможным установка процессора в сокет материнской платы – по сути, это просто площадка, на которой разведены контакты от маленького чипа. Теплораспределительная крышка является термоинтерфейсом, охлаждающим процессор во время работы – именно к этой крышке будут примыкать система охлаждения, будь то радиатор кулера или здоровый водоблок.

image

image

Сокет (разъём центрального процессора) — гнездовой или щелевой разъём, предназначенный для установки центрального процессора. Использование разъёма вместо прямого распаивания процессора на материнской плате упрощает замену процессора для модернизации или ремонта компьютера. Разъём может быть предназначен для установки собственно процессора или CPU-карты (например, в Pegasos). Каждый разъём допускает установку только определённого типа процессора или CPU-карты.

image

На завершающем этапе производства готовые процессоры проходят финальные испытания на предмет соответствия основным характеристикам – если все в порядке, то процессоры сортируются в нужном порядке в специальные лотки – в таком виде процессоры уйдут производителям или поступят в OEM-продажу. Еще какая-то партия пойдет на продажу в виде BOX-версий – в красивой коробке вместе со стоковой системой охлаждения.

image

The end


Теперь представьте себе, что компания анонсирует, например, 20 новых процессоров. Все они различны между собой – количество ядер, объемы кэша, поддерживаемые технологии… В каждой модели процессора используется определенное количество транзисторов (исчисляемое миллионами и даже миллиардами), свой принцип соединения элементов… И все это надо спроектировать и создать/автоматизировать – шаблоны, линзы, литографии, сотни параметров для каждого процесса, тестирование… И все это должно работать круглосуточно, сразу на нескольких фабриках… В результате чего должны появляться устройства, не имеющие права на ошибку в работе… А стоимость этих технологических шедевров должна быть в рамках приличия… Почти уверен в том, что вы, как и я, тоже не можете представить себе всего объема проделываемой работы, о которой я и постарался сегодня рассказать.

Ну и еще кое-что более удивительное. Представьте, что вы без пяти минут великий ученый — аккуратно сняли теплораспределительную крышку процессора и в огромный микроскоп смогли увидеть структуру процессора – все эти соединения, транзисторы… даже что-то на бумажке зарисовали, чтобы не забыть. Как думаете, легко ли изучить принципы работы процессора, располагая только этими данными и данными о том, какие задачи с помощью этого процессора можно решать? Мне кажется, примерно такая картина сейчас видна ученым, которые пытаются на подобном уровне изучить работу человеческого мозга. Только если верить стэнфордским микробиологам, в одном человеческом мозге находится больше «транзисторов», чем во всей мировой IT-инфраструктуре. Интересно, правда?

image BONUS


Хватило сил дочитать до этого абзаца? ) Поздравляю – приятно, что я постарался не зря. Тогда предлагаю откинуться на спинку кресла и посмотреть всё описанное выше, но в виде более наглядного видеоролика – без него статья была бы не полной.



Эту статью я писал сам, пытаясь вникнуть в тонкости процесса процессоростроения. Я к тому, что в статье могут быть какие-то неточности или ошибки — если найдете что-то, дайте знать. А вообще, чтобы окончательно закрепить весь прочитанный материал и наглядно понять то, что было недопонято в моей статье, пройдите по этой ссылке. Теперь точно всё.

Ну вот... вы только что сломали мою любимую кнопку для введения в заблуждение. С пятницей! :)
Успехов!
Автор: @Boomburum
Intel
рейтинг 190,15

Комментарии (154)

  • +4
    Отличные иллюстрации к интересному посту! :)
    • +14
      Хороший пост. Только почему Фейсбук не дает объективную обратную связь?

      ДАЁШЬ КНОПКУ

      unlike :-(
    • –3
      Первые две иллюстрации вообще никакой смысловой нагрузки не несут… :) А так да, красиво :)
  • +12
    Очень интересно :) Я уж было подумал что кнопка Мне нравится в конце статьи кликабельна и даже попробовал нажать :)
  • +2
    пила на картинках клёвая)))
    Спасибо за статью)
    • +4
      Нанопила! ))
  • +1
    Спасибо. Интересно.
  • 0
    >В результате образуется так называемая «Буля» — монокристалл высотой со взрослого человека. Вес соответствующий — на производстве такая Дуля весит порядка 100 кг.
    так буля или дуля?
    • +8
      Ничего не меняет, хоть «хренью» ее назови.
      • 0
        как же не меняет, вот вы начните рассказывать кому-нить о «Буле». а потом назовите её «Дулей» и посмотрите реакцию собеседника
        • 0
          Когда я первый раз услышал про «булю», мне показалось, что я ослышался и услышал слово «дуля» — как-то запомнилась такая игра слов ) Надеюсь, тут все поймут, что к чему ) Ведь и нулёвкой никто «дулю» не шкурит, если что
          • 0
            вот только есть разница между «услышать» и «прочитать»
            • +1
              Бумбурум — аудиал, все свои ощущения выражает в звуковой терминологии :)
      • 0
        и если что ru.wiktionary.org/wiki/дуля
  • +3
    как снова побывал на микропроцессорной технике в универе, это вроде вводная лекция у нас была
    • 0
      Где вы учились?
      • 0
        В принципе, я учился в МЭИ и весь этот материал был у нас рассказан за пару лекций. Но то было очень «сухо» и скучно — запомнилось все только в общих чертах и когда я делал этот пост, как будто заново все изучал…
        • 0
          Жаль, что вам профессор Жуков не преподавал микроэлектронику. Это у нас на кафедре НТ был такой, точнее он и сейчас есть :)
          Лювлю себя на мысли, что могу с закрытыми глазами чуть ли не все операции формирования такого чипа нарисовать.

          И да, все таки вэйфер, а не вафля.
          • +1
            «Вафля» это как профессиональный рабочий жаргон, а так да, wafer )
      • +1
        Костромской государственный технологический университет, профессор интересно рассказывал про техпроцесс, даже показывал пластину с фотолитографией
    • 0
      У меня по фотолитографии и по выращиванию кристаллов были курсовые работы. Открыл для себя много нового :)
  • +3
    Статья идеальна! Спасибо. Низко кланяюсь.
  • –3
    [сарказм]и вот за эту фигня работу платить 200 баксов??? Та ну нафик...[/сарказм]

    Спасибо, интересная тема :))
  • +1
    Интересная статья дядька :) спасибо :)
    • +10
      прохладная история, братец
  • +1
    Чёрт подери, ну наконец то.
    ЗЫ
    А есть 2ая картинка из поста в разрешении повыше? Хочу себе такую обоину =)
  • +1
    Это вам не Чубайс. )) Респект!
    • +5
      Правильно!
      Чубайс — круче. Заводу интел надо себя окупить за 4 года на 5 млрд. $, а ему — не надо. Он за 4 года эти 5 млрд может просто сп**дить — эффективнее любого завода. Прямо человек-параход^W человек-завод какой-то!
  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +1
    А вот интересно, откуда берут песок?
    Я полагаю, что любой не подойдет, нужен с большим содержанием диоксида кремния и с малым числом примесей. Такой вопрос будет освещен?
    • +1
      А что, нужен чистый кварцевый песок? Приезжайте к нам в Дзержинку, на карьеры )
      А вообще, в природе ничего идеально чистого не бывает — каким бы чистым не был добытый песок (диоксид кремния), всегда надо приложиться (время, деньги, силы, ум и т.д.), чтобы получить пригодное сырье нужного уровня.
      • +1
        Да я и не сомневаюсь, что надо приложиться.
        Дзержинка? Это у вас там Лыткарино рядом? Тогда знаю, что за песок :)
        И даже знаю, куда он идет.
        • +1
          Я сильно сомневаюсь, что Intel добывают песок у нас в городе, но в целом да — Дзержинка-Лыткарино-Люберцы )
          Просто у нас в свое время накопали тут карьеров — тоже для какого-то производства
          • 0
            Наверно, Чубайс накопал. А потом, когда он прочитал про тех. процесс производства процессоров до конца, — передумал)
    • +1
      Да почти любой подойдет, это же только базовое сырье, из которого восстанавливают кремний, и потом еще чистят
      Но конечно, удобнее если содержание кремния будет высокое
      Золото когда добывают, если 5 грамм на тонну есть, то и хорошо
      • 0
        Чем больше примесей — тем больше затрат но очистку. Именно поэтому любой песок не подойдет. По причинам рентабельности )
    • 0
      Любой подойдет. Просто он проходит несколько степеней очистки, от 2N до 12N.
  • +2
    fucking epic. Бумбурум. Ты крутой. Вот реально. Спасибо огромадное.
  • +8
    За последний год первая серия статей о Burum-а, которую с удовольствием прочитал. Очень интересно.
  • +3
    К слову сказать метод выращивания кристаллов, описанный в статье называется «методом Чохральского». Ян Чохральский предложил его еще в 1916 (!!!) и эта технология с рядом модификаций до сих пор является мейнстримом в области выращивания монокристаллов кремния.

    Кстати, не смотря на катастрофический провал в полупроводниковой технологии, в России неплохо решают вопросы моделирования этого процесса, например, <a = href=«www.softimpact.ru/index_rus.php»>SoftImpact.
  • 0
    Очень познавательная статья, хотя Ваши познания в химии делают меня плакать.
    Может стоит писать чуть менее популярно?
    • 0
      Я не претендую не на звание физика, ни на звание химика ;) Пришлите примечания в личку, исправлю что не так. Спасибо!
  • +2
    Интересная статья, особенно благодаря красивым иллюстрациям!
    С удовольствием прочитал на одном дыхании.

    Спасибо. +1
  • +1
    Читал и вспоминал институтские годы. Курсе на третьем, емнип, это было)
    Спасибо за статью. Даже захотелось сходить в родной четвертый корпус и посмотреть как там поживают преподаватели.
  • +7
    ппц! а я еще негодовал по поводу высоких цен на процы. да я б если их сам изготовлял, то за сотни тыщ продавал, а тут всего то червонец-два…

    … теперь ясно, почему пластина круглая :)
  • 0
    В общих чертах неплохо.
    Но много интересных особенностей упущенно…
    • 0
      Каких, например? Я не стал писать очень много технических нюансов, хотя бы по той причине что у меня их практически не было ) А про химию и т.д. постарался рассказать лишь по этой просьбе.
      Но я не против сделать еще один пост, более технический — предварительно обсудив все со специалистами компании. Поэтому задавайте интересующие вас вопросы, можно в личку. Мне уже задали порядка 10 вопросов и, в принципе, еще один пост буквально напрашивается ;)
      • 0
        Забыл ссылку. По этой просьбе
      • 0
        Из интересностей хотелось бы узнать:
        0) Почему подложка зовется вафля? Это только языковой прикол (wafer по английски еще и вафля) или есть еще какието причины.
        1) Почему кремний до сих пор используют в микроэлекторонике? Отработанная технология (и методы проектирования)? Относительная дешевизна заготовки? Чем он так хорош?
        2) Метод зонной плавки еще используется? Это уже устарело и химия у нас такая чистая что сразу получаем заготовку с нужным уровнем примесей?
        3) Используется ли обе стороны подложки или только одна? Полируют ли нижнюю часть пластины? Интересно былобы узнать (в еще лучше увидеть) как происходит процесс полировки.
        4) Как устроена «чистая комната»?

        А вообще довольно много чего есть интересного и по технологии (тех же спосбов фотолитографии сколько, у вас показан только бесконтактный способ видимо только для объяснения принципа) и по проектировке всего этого безобразия.
        Ролики с реальными установками и процессами — вот это было бы очень интересно посмотреть )
        • 0
          Спасибо, сохранил. В принципе, на часть вопросов частично были даны ответы — почитайте две статьи (и комментарии к ним), которые я упомянул в начале статьи. Про остальное тогда в следующий раз уже, видимо
        • 0
          Ну вообще визуально она как вафля — еще и тонкая — вполне себе печенье ))
          • 0
            Печенье в клеточку ))
        • 0
          0) Потому что похожа на вафлю.
          1) Кремний хорош потому что а) есть технология создания БОЛЬШИХ подложек, б) технология отработанная, материал хорошо известен в) SiO2 — это супер материал, который образуется на поверхности кремния сам и не проводит. (К слову, в современной технологии в транзисторе кремния уже не так много, но подложка — пока, и, видимо, надолго, кремниевая). Впрочем, сейчас часто используется SOI процесс: на кремниевой подложке толстый слой оксида, на нем кремний, и на нем транзистор: чтобы через подложку утечек не было. Дорого, правда.
          2) Для очистки поверхностного слоя подложки от примесей (их должно быть меньше, чем один атом на 10-100 миллионов атомов кремния) применяется отжиг во всяких хитрых атмосферах.
          3) только одна, к которой проведена специальная очистка поверхностного слоя от примесей. Полируют ли вторую не знаю, вроде нет, чтобы отличить было просто.
          4) 90% фабрик в мире выглядят так: стоят машины и гудят. Между машинами ходят азиатские девочки, таскают подложки, давая на кнопки (редко).
          • 0
            Спасибо за ответ — но цель тех вопросов была здать тему для возможных будущих статей бумбурума по этой тематике. И меня больше интересуют не общие ответы — а то что думают об этом в интеле.
            З.Ы. 3) Полировать вторую поверхнсть если не используеш оную — себе дороже ибо есть такой интересный эффект- миграция дефектов с верхней (полированной) стороны к нижней (не полированной) стороне при нагревании.
            • +1
              Боюсь, что статья про детали техпроцесса, сделанная человеком, который этим не занимается и не очень разбирается, а увидел презентацию, сделанную скорее всего даже не инженером а PR менеджером (если инженером, то «для чайников»).

              В комментариях к прошлой статье мы немного поспорили по срокам ввода 450мм пластин, например. Ему в российском Интеле сказали, что будут выпускать чипы в следующем году (полная чушь, там промышленным выпуском близко и не пахнет). И — та-да — на ЕЕТаймс на днях было официальное заявление, что они только собираются приступить к строительству исследовательской линии. Просто в местечковых офисах, далеких от исследовательских центров, часто люди не совсем в курсе происходящего, это общая проблема.

              Я, Вам, кстати, написал то, что думают в основном конкуренте Интела (в смысле технологии) ;)

              Про диффузию в подложке я знаю мало. Меня интересует, по долгу службы только denuded zone при поверхности, которую делают специально обученные люди и там дефектов почти нет. Но мне все же кажется, что Вы имеете в виду диффузию на масштабах толщины подложки (сотни микрон), а все интересное происходит на масштабах десятков нанометров.
              • +1
                Как говорится надежда умирает последней. А вдруг бумбуруму попадется кто-нибудь более-менее технически грамотный из Интла. Так хоть вопросы будут каке интересные :)
                А про эффект миграции — это происходит в процессе заготовки пластины (при отжиге).
                При диффузии тоже наблюдается, но там температуры ниже и не так интересен )
                • 0
                  Ну если при подготовке пластины, то тогда для front end процесса не важно: там все происходит после образования denuded zone, в которой все дефекты собраны в не мобильные устойчивые комплексы.
                  Температуры, кстати, сейчас до 1200 и выше цельсиев доходят. Правда время маленькое, так что диффузии почти нет.
          • +4
            >>>4) 90% фабрик в мире выглядят так: стоят машины и гудят. Между машинами ходят азиатские девочки, таскают подложки, давая на кнопки (редко)

            Сорри, не удержался…

            Уже давно (с перехода на 12" вейферы) азиатские девочки не ходят между машинами. между машинами двигаются роботизированные тележки, которые перевозят кассеты с вейферами.
            ручками такую кассету не поднимешь — весит по 10-12-15 кило минимум (зависит от конфигурации), т.е. поднять можно, но к концу смены руки овалятся. а опрокинытый/сломанный случайно вейфер может потянуть на пол-лимона (про руки — шутка, остальное — нет).

            На самом деле заводы (современные, последние 10 лет) полностью автоматизированны. Людей нет. Все «телеги» и все «кассеты» оборудованны чипами РФ, для распознавания передвижения и отлаживания технологического процесса и тестинга в течении циклов литографии-гравировки-…
            Вопрос тестинга в процессе изготавливания вейфера — сам по себе очень интересен. есть масса проблем (одна из них — на вскидку — карбонизация поверхности вейфера при тестинге электронным микроскопом)

            * работал на Applied Materials — писал софт автоматизации передвижения вейферов по заводу и внутри машины…

            ** занятный факт: стандарт по которому работают заводы (передвижение материала) называется СЕКС, только пишется SECS — (semiconductor industry's standard for equipment-to-host communications), но на интервью очень прикольно звучит, когда говоришь, что на работе занимался СЕКСом… :)
            • 0
              О, спасибо за информацию.
              На работающей 300мм фабрике я не был: в компании, в которой я работаю при найме делали тур, но по старой фабрике. Там еще были люди, но это был далекий 2007ой.
              А поскольку я моделирую, то на фабрику мне ходить и не с руки…

              На фабрику у нас всегда, кстати, зуб: еще не было случая, чтобы все от начала и до конца сделали как надо :)
              А мы потом должны догадываться, то ли реальная физика хитрая, то ли просто подложку лишний раз отожгли (RF id, видимо, не всегда помогают, потому что на исследовательской линии люди-таки есть)…
  • +2
    Респект за статью. Эх, ее бы когда я учился в универе да доклады писал на эту тему… Хочется спросить, а что делается с бракованными пластинами? Как я понимаю, на каждом этапе есть свой способ контроля качества, если в процессе, скажем фотолитографии, что-то запаролось, пластина идет на вторичную переработку? Или в полученных местах отключат ядро и мы имеем x3?
    • +1
      Что ценного в неработающем процессорном кристалле? Может, их бросают в печь вместе с песком, чтобы не создавать лишних отходов. Но скорее, просто выбрасывают — ведь песок стоит копейки, а ни на что ещё они не годны.

      Хотите себе кремниевую пластинку? :)
      • +1
        Бракованную нет, но я где-то слышал, что мол у конкурентов Intel'a на нерабочих кристалла, если возможно, отключают ядро и вместо 4 ядер имеем 3. Вот решил поинтересоваться.
        • 0
          Контроль качества происходит уже после завершения создания кристалла. То есть когда пластина уже вышла с завода. Контроль притом идет не только логический, но и физический — смотрят токи, напряжения в куче точек, и потом решается уже куда идет кристалл. Есть идея, что в кристалле есть свои средства контроля кол-ва работающих ядер, поэтому на интеле лишь меняют маркировку, а проц сам «знает» сколько у него и чего работает.

          PS. В самой кремниевой пластине с сотней чипов нету ничего интересного(
          • +1
            Проще обрубить контрольные перемычки перед упаковкой
            Ну не может кристалл сам себя полностью оттестировать

            Но скорее всего в ПЗУ кристалла прописывают маркировку процессора, частоту и какие ядра рабочие
            А хитрый биос может эту инфу иногда игнорировать
          • 0
            Контроль качества происходит перманентно — на всем процессе производтсва. Не всех вейферов, и, даже не всего вейфера, отобранного для проверки, но постоянно, после каждого этапа.
            • 0
              А в чем смысла контроля после, например, очередного этапа ФЛ? Все равно поправить то ничего уже нельзя. Поясните, пожалуйста — интересно же)
              • 0
                ну, во-первых попроавить можно. можно снять последний слой (смыть, напылить,… — зависит от последней операции) и переделать
                во-вторых остановить процесс — если он уже запорон (запорот?) и не надо (навозможно) продолжать (выбраковать партию)
                в-третьих определить где «прокол» чтобы сразу начать исправлять
                можно еще привести примеры — просто не помню на вскидку…
      • 0
        Не выбрасывают. Песок 2N и запоротая подложка 10-12N — две большие разницы. В мире электронного кремния есть фирмы-брокеры, которые живут на скупке и перепродаже кремниевого лома.
        • 0
          Что значит «песок 2N»?
          • +1
            Чистота 2N = 99%, т.е. 10 кг примесей на тонну
            3N = 99.9%, т.е. 1 кг примесей на тонну
            12N = 99.9999999999%, т.е. 0,000001 грамма примесей на тонну материала

            Примерное условное деление:
            2N — это технический кремний, используемый, например, в металлургии
            7N — это солнечный кремний, для подложек ФЭП
            12N — это электронный кремний: процессоры, микрочипы
            • 0
              Спасибо. А то, что на поверхность пластинок нанесены примеси, не влияет на чистоту?
              • 0
                Тут уже «полезные» примеси наносят, со смыслом )
  • +3
    Такое ощущение, что читаешь какую-то научную фантастику! Даже в голове не укладывается как человек мог это все создать, да еще и производство на поток поставить.
  • +1
    спасибо, 5+ за статью и 5+ за кнопку в конце))
  • +1
    Спасибо, интересно! Вопрос такой, слышал следующее, говорят якобы после того как партия процессоров готова, что проверяется и вычисляется средняя частота процессора партии, и партия маркируется где то этим числом и наверное ставятся ограничения какие то, вследствие одни процы из одной и той партии могут гнаться по разному, может плохо выразился, что то правдивое в этом есть?
    • +3
      Действительно свойства одних и тех же процессоров в разных ревизиях могут различаться — где-то обычные процессоры, а где-то «такие же, но с перламутровыми пуговицами» ) Обычный пользователь этой разницы может незаметить — он купит процессор и он будет работать… а вот для оверклокеров это один из ключевых моментов для того, чтобы быть первым — важно не просто достать новый процессор, а выбрать самый-самый из «равных» — только с таким подходом можно возглавить рейтинг )

      Как-то так:

      • +1
        Спасибо, будем теперь точно знать :)
      • 0
        Ревизия процессора (степпинг) — это «версия» процессорного ядра. Лучше всего про степпинг написано на сайте Intel'а. Если вкратце, структуру процессорного ядра могут дорабатывать, изменяются в конечном счёте и шаблоны фотолитографии.

        Здесь же правильнее говорить о партии процессоров, либо (в контексте данной статьи) о процессорах с одной пластины. Кстати, процессоры с одной пластины сортируются по рабочим частотам, или они все получают одну и ту же тактовую частоту? Интересно узнать ответ на этот вопрос, да и сама технология сортировки более чем интересна.
        • 0
          Согласен, что «ревизия» это немного другое, поэтому, да, «партия» более подходящее слово. Насчет сортировки и т.д. постараюсь узнать — самому интересно
        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            • 0
              Так как тесты которые они проходят на производстве очень и очень жесткие.

              Вы всё правильно «помните», в интернетах об этом тоже написано. Но вот какие именно тесты, какие параметры тестируются, такого я не встречал.

              Кроме того, тестировать каждый процессор накладно, тем более для многоуровневой отбраковки тесты нужно повторить несколько раз. Поэтому есть предположение, что отбирают контрольные процессоры с пластины (или даже из целой партии) и выставляют номиналы всех процессоров по этим контрольным.

              Вот более подробное описание всей этой «кухни» и интересно. Если знающий хабрачеловек поделится ссылкой, буду рад.
        • 0
          процессоры тестируются на поддерживаемую скорость/частоту. Даже с одной кремниевой «Були» (CR Бумбурум) снимаются разные характеристики. И маркируют их уже после создания и распила вейфера на чипы, т.с. «по факту»
    • 0
      Конечно, process variation огромен, даже для транзисторов в одном процессоре.
      Так что да, есть шансы, что Вам повезет и характеристики конкретно Вашего чипа будут лучше средних. Но, возможно, они будут только-только дотягивать: лотерея.
    • +4
      Вопрос об определении частот мне удалось задать на одной из конференций сотрудникам Intel.
      ЕМНИП: После изготовления пластины она проходит серию тестов. Тестируется сразу вся пластина, а не индивидуальные процессоры. И если абсолютно все (рабочие) процессоры проходят тест, то производится маркировка. Если хотя бы один не проходит, то снижаются требования на один шаг и опять выполняется тестирование. Если крупные заказчики (к примеру HP) разместили большой заказ на среднечастотные модели, то тестирование начинается сразу с необходимых частот, а не с максимальных. Это делается в целях экономии, так как тестирование очень затратная процедура. Вот оверклокерам и попадаются скоростые экземпляры :)
      • 0
        Об этом бы еще в статью под кат, а то затеряется в комментах.
  • 0
    А как делается несколько слоев? Из статьи не понятно, как делается более одного слоя.
    • 0
      Каких именно слоев?
      • 0
        >Она образует проводник или будущий активный элемент – результатом такого подхода становятся различные картины замыканий на каждом слое микропроцессора.

        Микропроцессорных слоев.
        • 0
          Написано же, что на кремниевую пластину последовательно наносится несколько слоев, каждый из которого обрабатывается в том порядке, про который я писал. Учитывая, что для каждого такого слоя используется свой фотошаблон (мне тут сейчас подсказали, что один такой шаблон может стоить десятки млн долларов), в итоге получается многослойная трехмерная структура, соединения элементов в которой проектируется инженерами
          • 0
            Где написано? Несколько слоев чего? Вы хотите сказать, что на кремний чего-то там наносится и из этого чего-то делаются слои процессора? А кремний тогда зачем нужен?
        • +5
          Поясню. Слои наносятся, например, методом осаждения из парогазовой смеси. В случае создания слоя оксида — просто окисляем. При росте оксида, он растет и вверх, и вниз. То есть из слоя кремния толщиной а, получится оксид толщиной 2а. Если оксид был создан на все поверхности кристалла, а нужно оставить его где-то конкретно, но не везде, кладется слой фоторезиста, облучается, снимаем облученный фоторезист, а потом травим оксид в тех местах, которые остались не закрыты фоторезистом. (Так как травление вбок тоже идет, то это учитывается при создании фотошаблона для экспонирования). Таким образом получается рисунок для одного слоя. Потом там можно еще что-нить натворить, но перед созданием следующего слоя еще делают планаризацию — выравнивание структуры по высоте, чтобы не было неровностей, и дорожки потом не ломались. Ну как-то так, надеюсь, что помог ))
          • 0
            Так вот, про второй и далее слои я не понял. Они что, как бы «налепляются» на первый слой? А из чего эти слои сделаны? Это уже не кремний? А зачем тогда вообще была нужна кремниевая пластина, какую она функцию в процессоре выполняет?
            • +3
              Кремний это просто основа, на которой все держится
              Удобен тем, что не проводит ток, не гнется, плавится только при высоких температурах
              А в принципе раньше и на металле схемы травили
              • +1
                Вроде до сих пор на люминии делают микрушки )
                Да и КНИ (кремний на изоляторе) вообще довольно популярная тема была лет 5 назад когда я в универе был…
              • 0
                Вы взорвали мой мозг. Так значит, процессоры не из кремния делают?!
                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
            • +1
              Разумеется, он еще участвует в создании p-n переходов транзисторов, но можно и без него обойтись

              А слои просто напыляют слой за слоем, травят и так далее, написано что 20 слоев сейчас делают
              То есть если поверх готового слоя напылить слой кремния, то его можно тоже травить и сделать таким образом еще один слой схемы, потом сверху еще кремния нашарашить и так 20 раз
              • +2
                Угу и поле каждого слоя — неплохо бы сдать планаризацию полученной поверхности. А то на 20 слоях без планаризации заколебешся проектировать и тех процесс моделировать )
              • 0
                как кстати растят силикон?
                • 0
                  Написали в соседнем комментарии, что метод осаждения из парогазовой смеси, то есть довольно чистый кремний должен осаждаться или чего там осаждают
                  • 0
                    Это CVD. Мне не то интересно, чистый он или нет, а то, что подложка это монокристалл, а растят что — аморфный кремний, поликристаллический или монокристаллический? CVD насколько я понимаю, дает поликристалл, методы, которые дают монокристаллы — слишком дороги.

                • +1
                  Куча способов есть. Из популяронго (по крайней мере лет 5 назад было так) метод CVD (chemical vapor deposition, по русски — химическое осаждение из газовой фазы).
                  • 0
                    CVD разве дает монокристаллический кремний? Например, затворы, да, какое-то время делали из поликристалилческого кремния и растили его в самом деле CVD, но тут же я как понимаю нужен монокристаллический кремний?

                    Если да, то им нужно MBE, что очень дорого для промышленности и медленно.
                    В общем, ладно, посмотрю сам… :)
                    • 0
                      Монокристалический кремний — в подложке. Именно там делают транзисторы. Все что выше — это либо метализация, либо затворы, либо диелектрики (или еще чего такого). Про 2 уровня в которых формируются активные структуры — я не слышал. (Можно конечно сделать SOC, объеденив 2 подложки вместе на еще одной подложке, но это не совсем то :) )
                      • 0
                        Вот я к тому и веду, что активный слой один, а их рассказа Бурума получается ошибочное мнение что таких слоев несколько. Ну я не знаю, может и бывает, поэтому и спрашиваю, как кремний растят. Мне тут — осаждение из газофазовой смеси. Чистый кремний. Вот и получается, что слышали звон, да не знают, где он.

                        • +1
                          Что-то я пропустил момент где в статье об этом говорится.
                          Правда описание формирования активных структур немного коряво сделано. Видимо вы про эту часть говорите.
                          Вобщем если другими словами сказать — то можно загонять примеси на разный уровень. Благодоря чему pn переходы можно сфорировать в «середине подожки» а не на поверхности (где куча дефектов и прочих радостей связанных с оборванными связями).
                          Так вот уровней на которые загоняются примеси — можно делать много. Сколько хватит фантазии и процессорных мощьностей чтоб промоделировать сие безобразие.
                          • 0
                            Более того, Я вам скажу, можно и в латеральном направлении концентрации примесей модулировать. В смысле, под слоем оксида… :)

                            Halo effect — слышали?
                          • 0
                            pn переход глубже 100 нм в современной технологии не нужен ;)

                            у Вас не совсем правильное представление о том, как делается транзистор. Сделать на одной подложке транзистор один над другим невозможно.
                            Разная глубина залегания примесей делается для того, чтобы сделать правильную форму у pn перехода (она должна быть хитрая). Но никак не для того, чтобы сделать другой транзистор.
                            • 0
                              Откуда вы вычитали в моем посте про несколько транзисторов один под другим. Я говорил про возможность формирования на разных частях подложки транзисторов с различными характеристиками.

                              З.Ы. Хотя както раз от нечего делать наваял в Silvaco такой тех процесс чтобы получось 2 вертикальных транзистора один под другим. Но характеристики у нижнего были очень хреновые :)
                          • 0
                            Если что я за моделирование 2х нм технологии деньги получаю
                            • 0
                              Как в модели 2 нм тепловой барьер решается?
                              • 0
                                2х это между 20 и 30 нанометрами.
                                С теплоотводом до 10 нм проблем больших нет, если Вы об этом. Токи же тоже уменьшаются.
                                С точки зрения технологии там random process variation гораздо важнее.
                        • +3
                          По площади кристалла и техпроцессу можно посчитать, сколько транзисторов на нем уместится теоретически, и станет понятно, делают ли их все на подложке или строят несколько этажей
                          • 0
                            О — вот слова не мальчика, но мужа.
                            Вы правы совершенно.
                        • 0
                          В общем, Core i3 занимает 81 мм2, 382 млн транзисторов, техпроцесс 32 нм
                          Если транзистор квадратный, их там может поместиться 79 млрд вплотную, а так их там в 200 раз меньше, видимо на провода много места ушло
                          Значит, строить многоэтажку реально смысла нет
                          • +1
                            32 нм — это минимальный размер который позволяет делать технология.
                            Реальный транзистор должен быть больше. Да и как минимум нужно 2 вывода для транзистора (а это уже 2 по 32х32 + еще изоляция).
                        • 0
                          А корпус у него 37,5x37,5 мм, и туда таких ядер поместится аж 17 штук
                          Итого, за эти годы площадь недотраха составила… ))

                          В общем, скайнет уже где-то рядом, программу еще только не отладили…
                    • +1
                      CVD может давать и монокристаллический кремний.
                      MBE в этой промышленности (да и вообще в промышленности) не используется: слишком дорого.

                      Но слой транзисторов один.
                • 0
                  Иногда подращивают тонкие слои кремния (до 100 нм) — CVD.
              • +2
                НИКТО ничего не напыляет (почти, в очень современных транзисторах таки да, напыляют, но это секрет).

                Слои о которых идет речь — это проводящих соединений (над транзисторами).
                И то их не 20. Автор исходного топика похоже путает немного шаги нанесения масок и спейсеров и реальные физические слои кремния с транзисторами (такой слой строго один).
                • 0
                  >Слои о которых идет речь — это проводящих соединений (над транзисторами). И то их не 20.
                  металлов 10, а на каждый метал можно и пару раз полировать ;)
            • +1
              если правильно помню из института, то чтобы получился транзистор нужно создать два p-n перехода. p-n переходы создаются путем соединения двух полупроводников с разным типом проводимости.А чтобы отделить один транзистор от другого нам нужен диэлектрик.
              p-тип (от слова positive) проводимости, это когда не хватает свободных электронов и на их месте получаются условные позитивно заряженные «дырки». n-тип (negative) это электронная проводимость, возникает когда электронов больше чем надо.
              И еще одно понятие — валентность. Упрощенно, это количество атомов на внешней орбите.

              Так вот кремний это полупроводник, причем количество «дырок» и свободных электронов в нем одинаковое. Насытив его атомами бора(валентность меньше чем у кремния) мы получаем p-тип проводимости, а если насытим атомами, например, фосфора (валентность больше чем у кремния) получим n-тип проводимости.
              Окисл кремния это диэлектрик. Получается закрывая часть кремния защитным слоем и легируя (внедряя атомы бора или фосфора) его или окисляя мы можем создать полноценный транзистор. Останется только проводники подвести.

              Правда вот не помню как создаются несколько слоев транзисторов. Наверно должны снова как-то напылить слой чистого кремния.
              • +4
                Несколько слоев транзитора — это очень сложно. Иначе проще было бы сделать грязнущую подложку (условно). Напылить туда кремния и в нем все делать. Видимо характеристики осаждаемого кремния хреновые.
                А вообще обычо все танзисторы формируются в подложке, но вот связи между ними лепятся поверх (и чем сложнее логика-тем сложнее соеденить транзисторы как надо и тем больше нужно уровней метализации).
                Есть еще такое понятие как SOC (system on chip, система на кристале по русски). Это когда несколько отдельных устройств объеденяются в одно (причем не обязаетльно все устройства должны быть кремниевые) на одной подложке.
                • 0
                  Я где-то так и сам думаю, но в статье написано, что делают несколько слоев транзисторов. Поэтому и высказал самое простое решение которое пришло в голову.

                  А вообще даже самому стало интересно как делается второй слой транзисторов.Не помню чтоб такое рассказывали в институте, хотя по производству микросхем проходились довольно подробно. Правда все лабораторные были еще на основе советских технологий:(
                  • +3
                    В статье просто ошибка, перепутаны слои, осаждаемые при формировании gate stack и слои транзисторов.
          • 0
            А кстати да, Я так и не понял из статьи, Бурум имел ввиду, что используя другую маску, делают имплантацию в других местах?

            Потому что как он написал, звучит что растят оксид кремния и уже его имплантируют.

            Или он таки имел ввиду, что растят силикон? Поли-силикон? Или МЛЭ растит им там монокристалл?
          • 0
            Нет, на одной подложке делается один слой транзисторов.
  • +1
    Ахринительно классно, этож сколько мозгов надо, чтоб это все придумать. А тем более сделать!
    • 0
      На самом деле, поскольку придумывают уже 50 лет, ничего особо сложного тем нет.
      (Вернее оно очень сложное, но каждый следующий шажок — лишь небольшое изменение текущего состояния)
  • 0
    >Излишки проводящего покрытия убираются полировкой.

    Это не просто полировка, это Химико-Механическая Полировка (Chemical-Mechanical Polishing). У нас в лабе только на ней один чевак докторскую сделал… :)
  • 0
    Update:
    Для каждого нового процессора не надо схему линз менять и выдумывать новый процесс литографии — весь процесс создания отработан, и на заводах кроме процессоров делают еще память, сторонние процессоры на заказ и так далее
    У той же интел есть коммуникационные процессоры, флеш-память и туча прочей хрени которую она всю делает на своих заводах

    При запуске в производство наверное самое главное отладить шаблон, по которому травят, и в первых партиях выход годных чипов крайне мал, единицы процентов, а если дизайн сложный, то и потом процентов 30 годных, а все остальное в мусор
    Аналогично с экранами, которые делаются очень похоже — нерабочие пикселы мы все еще помним
    • +2
      Как говорил мой преподователь — есть 2 способа сделать что-то новое в микроэлектронике:
      1) Придумать что-то. Хорошенько помоделировать. Проверить на реальных устройсвах.
      2) Стырить идею у соседа. Методом проб и ошибок подогнать техпроцесс :)

      Глядя на успехи китая становистя ясно какой сопосб выгоднее :)
    • 0
      Нет, DRAM и логика сильно отличаются.
      Есть всего пара компаний, которые могут быстро переключиться с flash на DRAM.
      Все продукты делаются на разных фабах
  • +2
    Пока что лучший пост автора! Спасибо! Надеюсь на продолжение!
  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
  • +3
    > чего сложного в этом куске железа?

    Действительно, что сложного в куске железа, если это не железо, а кремний? :-/
    • 0
      Железо в этом контексте — часть комьютера (Hardware).
      • 0
        Спасибо, Капитан!
  • +5
    Эм, неплохо, конечно. Популяризацию front-end технологии можно только приветствовать, ведь это краеугольный камень всей современной электроники (да и всего образа жизни в развитых странах).

    Но ошибок, к сожалению много. Ошибки происходят из-за того, что Вам рассказали о том, как делались транзисторы лет цать назад. Ну и люди, видимо, далеки от производства или даже TCAD.
    Например:
    «Как изолировать области, не требующие последующей обработки? Перед литографией на поверхность кремниевой пластины (при высокой температуре в специальной камере) наносится защитная пленка диэлектрика – как я уже рассказывал, вместо традиционного диоксида кремния компания Intel стала использовать High-K-диэлектрик. „

    В реальности диэлектрик никак не изолирует области подложки от последующей обработки: ВСЕ имплантации производятся через диэлектрик. Он изолирует (электрически :) ) затвор от подложки, чтобы ток, когда к затвору приложено напряжение, не шел между затвором и эмиттером с коллектором.

    У современных процессоров ОДИН front-end слой: не бывает транзисторов друг над другом. Много шагов литографии и имплантации нужны потому, что структура современного транзистора очень сложна, профили примесей надо создать очень хитрой формы и одним шагом имплантации как когда-то — не обойтись.

    Насчет разных типов транзисторов и титаническую работу: в реальности процессоры разные а транзисторы (почти) одинаковые. Я полагаю что у Интела всего несколько процессов. Причем отличия не принципиальные. Так что инженеры Интела просто стараются уменьшить design rule. Работа, впрочем, титаническая (а нам их догонять еще сложнее :) )
    • 0
      >Много шагов литографии и имплантации нужны… транзистора… примесей

      А что, металлизацию нынче без фотолитографии делают? Литографий нужно примерно столько же (ну или на 2 умножить, если DP), сколько и масок. Для 45 нм, для памяти нужно 30-35 масок. Процессоры сложнее, масок нужно больше.

      Для TSMC 40nm, для 1P10M
      www.europractice-ic.com/technologies_TSMC.php?tech_id=40nm

      Default # of masks 36; # of optional masks 14

      количество масок составляет от 36 до 50

      Для TSMC 0.25 um 1P5M
      www.europractice-ic.com/technologies_TSMC.php?tech_id=025um

      требуется масок от 25 до 36
      • 0
        Металлизация — это не front end по определению.
        Просто из исходного текста у многих, судя по комментариям, сложилось впечатление о транзисторах, расположенных один над другим.

        А то, что для металлизации нужна литография — это, конечно, так.
        Нужно просто понимать, что часть из масок применяется для создания front end, а часть — back end и не стоит их всех в кучу сваливать.
        • 0
          Я не смог найти четкого разделения количества масок для feol и beol. Даже общие цифры еле нашел. Не могли бы вы подсказать, сколько примерно масок требуется для feol и сколько — на каждый металл?
          • 0
            Немного масок нужно для front end, в простом случае 4.

            Но, еще раз повторюсь, из исходного текста можно сделать вывод, что front end c back end смешаны и транзисторы делаются один над другим.
  • 0
    Спасибо за пост, все хотел почитать про тех. процесс создания процессоров, а тут пост :-)
    Приятно…
  • 0
    А зато наши советские микросхемы — самые большие микросхемы в мире!

    Дед работал на воронежском заводе полупроводников, вроде бы как раз в цехе травления, так что рассказывал забавные истории о реалиях техпроцесса фотолитографии в Эсэсэсэрии :) Теперь артефакте оттуда — фторопластовая коробочка, в которой их собственно травили — используется у меня как копилка для мелочей.
  • 0
    первый реально интересный пост от бумбурума. спасибо.
  • +2
    Привет всем от выпускника МИЭТа.
    Этой теме меня учили четыре года, эх :)
    Похвастаюсь:
    ПХТ (плазмо-химическое травление) делал.
    Фотолитографию «делал» (прогоняли по шагам весь процесс, не включая самой машины :)
    Пластинки в адской печке окислял (обоженный о кварцевый щуп палец и кремниевая пластинка в подарок прилагается)
    Травление в плавиковой кислоте делал (очень забавный процесс)
    Деионизованную воду пил (кстати, всегда думал что дистиллированная/деионизованная вода — гадкая, а оказалось, очень забавная, мяягкая-мягкая такая на вкус)
    Топологию (не процессоров, но SRAM) — совсем чуть-чуть, но делал :)

    По специальности работать не пошел — денег платят так, что хочется лечь и умереть (на практике получал ~7К за полставки).
  • +1
    Супер, крайне содержательная и доступная для понимания статья
  • 0
    В видео ошибка, чип перед припаиванием на платку ПЕРЕВОРАЧИВАЮТ, т.н. flip-chip — когда кристалл припаивается не пачкой проводков (их слишком много получается), а шариками, что-то типа BGA. Вот, первая попавшаяся статья, о том, что в Интел flip-chipу уделяют много внимания www.intel.com/technology/itj/2008/v12i2/7-flip/1-abstract.htm

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разное