استارت کار با شن وماسه:

25% درصد جرم کره زمین را سیلیکون تشکیل می دهد و پس از اکسیژن دومین عنصر فراوان روی زمین است.همین شنه و ماسه خودمون از درصد بالایی از سیلیکن به شکل دی اکسید سیلیکون تشکیل شده و ماده پایه برای تولید نیمه هادی ها به حساب می آید.

 

سیلیکون ذوب شده:

سیلیکون یا همون شن در مراحل مختلف تصفیه شده تا به یک درجه خلوص برسد ،که به اصطلاح درجه سیلیکون الکترونیک یا درجه الکترونیک سیلیکون نامیده می شود.در واقع در این حالت در صد ناخالصی یک اتم بیگانه به یک میلیارد اتم سیلیکون می باشد،(یا عجبا ،عـــــــــــــاقا) در تصویر زیر نیز شما می توانید رشد یا تشکیل یک کرسیتال بزرگ را از سیلیکون مایع ببینید که در نهایت به این  تک کریستال یکپارچه شمش می گویند.

 

 

شمش سیلیکون

وزن این شمش ها در حدود  100 کیلو گرم و خلوص سیلیکون 99.9999٪

برش شمش:

در این مرحله شمش به دیسکهای سیلیکونی برش زده می شود که به این دیسک ها ویفر می گویند.

Wafer(ویفر):

ویفرها  را آنقدر پولیش میزنند تا مانند سطح آینه صاف و بی عیب و نقص شوند،در این مرحله شرکت اینتل وارد عمل شده و با یک تکنولوژی بسیار پیشرفته به نام(High-K/Metal) این ویفر ها را به اندازه دلخواه خود تبدیل می کند.(یعنی ویفری به قطر 300میلیمتر و ارتفاع 45 نانو متر ) که در گذشته اینتل قطر ویفر ها حدود 50 میلیمتر قرار می داده که به صرفه نبوده و الان براشون با این سایز به صرفه تره.

مقاومت در برابر تابش(چیزی بود که خودم گرفتم):

در  این مرحله مایع آبی رنگی(photo resist) بر روی ویفر در حال چرخش ریخته می شود ،این مایع نسبت به تابش نور حساس بوده و در واقع مانند همان مایع ظهور عکس در تکنیک های عکاسی عمل می کند. البته خود پخش مایع بر روی صفحه تکنولوژی خاصی دارد که در حوصله این مقاله نیست .

نمایش:

ویفرآغشته شده به مایع مقاومتی یا مایع حساس به نور به طور الگومند در مقابل نور ماورا بنفش  (uv)قرار می گیرد.واکنش شیمیایی که این وسط اتفاق می افتد گام به گام شبیه به اتفاقاتی است که در ساختار فیلم برداری می افتد.با هر بار تابش این اشعه قسمتی از ویفر که مورد هدف قرار گرفته حل شده و عمق و ساختار مدار مورد نظر را ایجاد می کند.اگر صفحه بالای عدسی جمع کننده دقت کنید می بینید که این صفحه شامل همان مدار چیپ است که باید بر روی ویفر هک شود، که به این صفحه ماسک می گویند .در مورد عدسی یا لنز هم کاملا گویاست که هدف آن تمرکز نور و کم کردن فضای نور و همچنین شدت آن می باشد .در واقع تصویری که بر روی ویفر حک می شود یک چهارمه خود الگو یا ماسک است

ارائه:

معمولا بر روی یک فیفر صدها ریزپردازنده و مدار طراحی می شود که البته در مورد ویفر تصویر ما فقط یک مدار(ترانزیستور) بر روی ویفر طراحی و اجرا شده که اصلا به صرفه نیست. اما حالا به همین موضوع جزء می پردازیم ،ترانزیستور به عنوان یک سوئیچ کنترل جریان الکتریکی جاری در یک تراشه کامپیوتری عمل می کند،اگر بخواهیم یک دید نسبتا واقعی برای ابعاد این ترانزیستور بر روی ویفر برای شما ترسیم کنم بهتره بگم صدها مدار ترانزیستور بر روی نوک یک سوزن جای می گیرد.اینم هنر مهندسان اینتل…

شستشو ی اثرات حاصل از مقاومت در برابر تابش:

همانطورکه در بندهای بالا خواندید ،این تکنیک بسیار شبیه عکاسی است ، یعنی بعد از گرفتن عکس(ایجاد اثر و تغییر بر روی مایع ویفر) ،نوبت به آشکار کردن تصاویر است .که با این عمل یا همون شستشوی ویفر الگوی ضاهری مدار ما شکل می گیرد.

قلم زنی:

باید توجه داشت که بعد از شستشو نیز مدار به صورت بی عیب و نقص نیست بلکه قسمت های اضافه ای در مدار ما وجود دارد که باید با روشی این اضافات که بین خطوط ما وجود دارد از بین بروند و همچنین به لایه (photo resist) آسیبی نرسد که این عمل به کمک فرآیندهای شیمیایی انجام می شود که همان روش قلم زنی نامیده می شود .

حذف مایع مقاوتی(photo resist):

پس از قلم زنی لایه (photo resist) حدف می شود و شکل مورد نظر پیدار می شود.

دوباره مایع مقاوتی (photo resist):

حال مایع   photo resist را با الگویی جدید بر روی مدار مرحله قبل اعمال می کنیم تا هنگام پایش یونهای باردار الگوی جدید و خواسته شده ما ایجاد شود.

کاشت یون:

در این مرحله از طریق روشی به نام کاشت یون بعضی از مناطق ویفر بمباران یون های باردار می باشد تا الگویی تازه بر روی ویفر و طرح قبلی ایجاد شده اعمال شود.یون های باردار از طریق یک میدان الکتریکی به سرعتی بالا می رسند و به سطح ویفر پرتاب می شوند.

دوباره حذف لایه مقاوتی (photo resist):

دوباره قسمت های از مایع (photo resist) که مربوط به مدار ما نمی باشند حذف می شوند که این عمل خود باعث حذف درصدی از ناخالصی ها می شود که در بمباران یون ها وارد مایع مقاوتی شده اند.

ترانزیستور آماده می شود:

دیگه کم کم ترانزیستور دارد کارش تمام می شود.حال نیاز به سه سوراخ داریم تا ترانزیستور ما از طریق این سوراخ ها به ترانزیستور های دیگر و به مدارات دیگر متصل شود که البته این لایه نهایی نیز نوعی ماده عایق است که سه سوراخ  روی آن تعبیه می شود.

آبکاری:

در این مرحله ویفر در یک محلول سولفات مس قرار می گیرد.یون های مس بر روی ترانزیستور می نشینند که به این عمل آبکاری می گویند.در واقع در این روش یون های مس از کاتد مثبت به سمت کاتد منفی که بدنه ترانزیستور هست حرکت می کنند.

بعد از آبکاری:

یون های مس به صورت یک لایه نازک و صاف بر روی سطح ویفر جا خش کرده اند .

پرداخت:

مواد مازاد از روی سطح پرداخت شده و حذف می شوند .(در واقع همان سه پایه اتصال ترانزیستور ها شکل می گیرد.)

لایه های فلزی(سیم کشی):

حال نوبت به سیم کشی بین ترانزیستورهای ایجاد شده است ،به نام لایه های فلزی.اما نحوه و ساختار این ارتباط بسیار مهم بوده و هنری است که مهندسان اینتل انجام می دهند تا سی پی یو هایی با ساختار های چند هسته ای ایجاد می کنند.در نگاه عامیانه هر تراشه ممکن است شامل یک سطح از اتصالات باشد ، اما این سطح شامل چندین لایه می باشد.شاید تصویر زیر دید نسبی در مورد ساختار پیچیده این لاین کشی برای اتصالات به شما بدهد ، ساختاری شبیه به بزرگراه های چند طبقه آینده .

تست و مرتب سازی:

در این تصویر تراشه ها به صورت تک تک تست می شوند، بسیار کار ظریف و با تکنولوژی بالایی می باشد.

برش ویفر:

ویفر را به قسمت های کوچکی تقسیم می کنند که قالب نامیده می شود.

اندازه گیری و انتخاب قالب:

در این مرحله قالب ها برای الگوی مورد نظر انتخاب می شوند.

یک قالب:

در این تصویر شما یک قالب منحصر بفرد را می بینید که در مرحله قبل برش زده شده ،این قالب در واقع بخشی از یک پردازنده هفت هسته ای  خواهد شد.

بسته بندی:

شما در این تصویر نمای کاملی از یک پردازنده را می بینید. ساختاری شامل قالب (همان هسته پردازنده)، بدنه ،سطح ارتباطی قالب با مادربورد و غیره و البته نکته جالب این است که این ساختار به نحوی است که این بدنه محیطی بسیار خنک برای پردازنده ایجاد می کند.

پردازنده:

شما شاهد یک پردازنده cori7 می باشید که در نوع خود پیچیده ترین تکنولوژی حال حاضر روی کره زمین بر روی آن اعمال شده و حاصل کار صدها مهندس شرکت اینتل می باشد .

تست کلاس:

در این مرحله پردازنده از لحاظ مختلف چک شده و مهمترین آن ها تست اتلاف قدرت و حداکثر فرکانس می باشد ،که واقها حال توضیحش  رو ندارم.

امیدوارم بدردتون بخوره و اطلاعاتتون زیاد شه با شکر از اینکه وقت گداشتین و ببخشین اگه جملات بعضی جاها نا مفهوم بود ، واقعا کار سختی بود توضیح بعضی جاهاش ، اگه شما هم مطلبی در این مورد دارین ما رو بی نصیب نذارین.