CPU chip produksjonsprosessen

CPU-produksjon er en kompleks prosess som har vært under utvikling siden oppfinnelsen av solid state elektronikk. Integrert krets er bygget på en silisiumbasis, som er behandlet med forskjellige kjemikalier, stråling og metaller til å danne et nettverk av atom-skala transistorer. Å produsere en mikrobrikke krever en stor og kompleks infrastruktur til nøyaktig kontroll av kjemikalier og temperaturer som kreves på et mikroskopisk nivå. Chips er bygget i såkalte "rene rom", som inneholder praktisk talt ingen støv i det hele tatt, og ingeniørene ha statisk, lo og støvfrie drakter. Hvis et eneste støvfnugg lander på en naken mikrobrikke, vil den bli fullstendig ødelagt.

Bruksanvisning

1 En silisium bunnen smeltes sammen med små mengder av ledende elementer som arsen, bor, fosfor eller antimon. Materialene er smeltet ned i en kvartsbeholder, fordi kvarts smelter ved en høyere temperatur enn silisium, og de andre materialene.

2 En enhet senker en silisiumkrystaller "seed" inn i smeltet silisium, og smelten avkjøles langsomt. Som silisium avkjøles, det krystalliserte rundt frøet. En maskin langsomt fjerner eller "trekker" frøet fra smelten, som har blitt en liten støpeblokk av grunnmaterialet.

3 Ingeniører rake av endene og kantene av støpeblokken, som inneholder de høyeste konsentrasjonene av forurensninger. En automatisert wiresag skjærer barren til wafere som kun er 1 til 2 millimeter tykk.

4 Ingeniører varme wafere for å fjerne feil og undersøke dem med en laser for å være sikker på at krystallstrukturen er ren. Maskiner slipe og polere wafere å slå dem i svært flate, tynne strukturer, polert til de er som speil.

5 Ingeniørene skaper et mønster av forskjellige lag på wafer ved hjelp av en prosess som kalles fotolitografi. De belegge silisium med en substans som kalles fotoresist, som oppløses under ultrafiolett lys. Skiven er delvis dekket av et mønster kalt en "maske" og deretter utsatt for ultrafiolett lys. Exposed fotoresist brenner bort, slik at bare de delene som omfattes av masken. Ingeniørene gjenta denne prosessen flere ganger for å lage mange lag med ulike mønstre.

6 Ioner - elementer med unormale mengder elektroner bombardere lagene. Ionene endre de halvledende egenskapene til silisium, snu lagene inn i et nettverk av transistorer.

7 Når alle lag er ferdig, ingeniører skape åpninger i brikken ved hjelp av fotolitografi. Disse hullene tillater lagene å bli koblet til hverandre.

8 En annen maskin strøk wafer med aluminiums- eller kobberatomene, som også fylle i åpningene. Metallet danner elektriske forbindelser mellom transistorene.

9 Ingeniører teste hver brikke på wafer og kast den defekte seg. Ofte chips på kanten av wafer er feil, og de beste nær sentrum testes videre for å se om de oppfyller militære eller industrielle spesifikasjoner.

10 En spesiell skjæremaskin skjærer skiven i individuelle brikker, som deretter implanteres i keramiske foringsrør.