Çipteki 10 milyardan fazla transistör nasıl gerçekleştirildi?
Bu makalenin kaynağı: Intelligent Manufacturing IM
Bu bir Yukarıdan Aşağıya Görünüm SEM fotoğrafıdır, CPU içindeki katmanlı yapıyı net bir şekilde görebilirsiniz, çizgi genişliği ne kadar düşükse, cihaz katmanına o kadar dar ve daha yakın.
Bu CPU'nun enine kesit görünümüdür Katmanlı CPU yapısını açıkça görebilirsiniz.Çip hiyerarşik bir düzenleme kullanır.Bu CPU'nun yaklaşık 10 katmanı vardır. Alt katman, MOSFET transistörü olan cihaz katmanıdır.
Mos tüpü çipte büyütüldüğünde, "podyum" gibi üç boyutlu bir yapı görebilirsiniz Transistörün indüktansı, direnci ve kolayca ısı üreten diğer aygıtları yoktur. En üst katman, bir yalıtkanla alt platformdan ayrılan düşük dirençli bir elektrottur.Genellikle kapı için hammadde olarak P-tipi veya N-tipi polisilikon kullanır ve alt yalıtkan silikon dioksittir. Platformun iki tarafı kaynak ve pislik ilave edilerek drenajdır, konumları değiştirilebilir.İki arasındaki mesafe kanaldır.Bu mesafe çipin özelliklerini belirler.
Elbette, çipteki transistörler sadece Mos transistörleri değil, aynı zamanda üç kapılı transistörler, vs.'dir. Transistörler kurulmaz, çip üretilirken oyulur.
Bir çip tasarlarken, bir çip tasarımcısı çip düzenini planlamak için EDA araçlarını kullanacak ve ardından yönlendirecek ve yönlendirecektir.
Tasarlanan geçit devresini büyütürsek, beyaz noktalar alt tabakadır ve bazı yeşil sınırlar katkılı tabakalardır.
Dökümhane, üretim için çip tasarımcısı tarafından tasarlanan fiziksel yerleşime dayanmaktadır.
Çip üretiminde iki eğilim vardır: Birincisi, gofretlerin gittikçe büyüyor olması, böylece verimlilikten tasarruf etmek için daha fazla yonganın kesilebilmesi, diğeri ise yonga imalatıdır. Üretim kavramı aslında kapının boyutudur ve bu da denebilir. Geçit uzunluğudur.Transistör yapısında, akım Kaynaktan Drenaj'a akar ve kapı (Kapı), esas olarak kaynağın açılıp kapanmasını ve her iki ucunda drenajı kontrol etmekten sorumlu olan kapıya eşdeğerdir. Akım kaybolur ve kapının genişliği akım geçtiği zaman kaybı belirler, bu da cep telefonlarının ortak ısı ve güç tüketimi olarak kendini gösterir.Genişlik ne kadar dar olursa güç tüketimi o kadar az olur. Kapının minimum genişliği (kapı uzunluğu) üretim sürecidir. Nano süreci küçültmenin amacı, daha küçük yongalara daha fazla transistör yerleştirmektir, böylece yongalar teknolojik ilerleme nedeniyle daha büyük hale gelmez.
Ancak kapıyı daha küçük değiştirirsek, kaynak ve drenaj arasında akan akım daha hızlı olacak ve işlem daha zor olacaktır.
Çip üretim süreci difüzyon, fotolitografi, dağlama, iyon aşılama, film büyütme, parlatma ve metalleştirme olmak üzere yedi ana üretim alanına bölünmüştür.Fotolitografi ve aşındırma iki temel adımdır.
Transistör, fotolitografi ve dağlama ile oyulmuştur.Fotolitografi, çip üretimi için gerekli olan devreleri ve fonksiyonel alanları yapmaktır. Fotolitografi makinesi tarafından yayılan ışık, fotorezist kaplı tabakayı bir modele sahip bir fotomaskeden açığa çıkarmak için kullanılır.Fotorezist ışığa maruz kaldıktan sonra, fotoresistin özellikleri değişecek, böylece fotomask üzerindeki model kağıda kopyalanacak, böylece levha elektronik devrelere sahip olacaktır. Grafiklerin rolü. Bu, fotoğraf makinesiyle fotoğraf çekmeye benzer şekilde litografinin rolüdür. Kamera ile çekilen fotoğraflar negatif üzerine basılmıştır ve litografi fotoğraf değil devre şeması ve diğer elektronik bileşenlerdir.
Aşındırma, istenmeyen malzemeleri bir silikon gofret yüzeyinden seçici olarak çıkarmak için kimyasal veya fiziksel yöntemler kullanan bir işlemdir. Normal bir yonga plakası işleme akışında, aşındırma işlemi fotolitografi işleminden sonradır ve desenli fotorezist tabaka, dağlama sırasında korozyon kaynağı tarafından önemli ölçüde aşınmaz, böylece model aktarımının işlem aşamalarını tamamlar. Aşındırma işlemi, maske modelini kopyalamak için önemli bir adımdır.
Bunlar arasında, ilgili malzeme fotorezisttir.Devre tasarımının önce lazerle fotomaske üzerine yazıldığını ve daha sonra ışık kaynağının silikon gofretin yüzeyine maske aracılığıyla fotorezist ile ışınlandığını ve maruz kalma alanına neden olduğunu bilmemiz gerekir. Fotorezist kimyasal bir etkiye sahiptir ve daha sonra maruz kalan veya maruz kalmayan alanlar geliştirme teknolojisi ile çözülür ve çıkarılır, böylece maske plakasındaki devre şeması fotoreziste aktarılır ve son olarak desen aşındırma teknolojisi ile silikon gofrete aktarılır.
Fotolitografi, kullanılan pozitif ve negatif fotorezist arasındaki farka göre iki temel sürece ayrılır; pozitif fotolitografi ve negatif fotolitografi. Pozitif fotolitografide, pozitif fotoresistin açıkta kalan kısmının yapısı çözücü tarafından yok edilir ve yıkanır, böylece fotorezist üzerindeki model, maske üzerindeki model ile aynı olur. Tersine, negatif fotolitografide, negatif direncin açıkta kalan kısmı sertleşmeden dolayı çözünmez hale gelir ve maske kısmı çözücü tarafından yıkanır, böylece fotorezist üzerindeki desen, retikül üzerindeki desenin tersi olur.
Bu adımı mikro seviyeden kısaca açıklayabiliriz.
Fotorezist kaplı gofreti (veya silikon gofreti) önceden hazırlanmış bir fotorezistle örtün ve ardından gofreti fotorezist aracılığıyla belirli bir süre ışınlamak için ultraviyole ışınları kullanın. Prensip, fotorezistin bir kısmını bozmak ve kolayca aşındırmak için ultraviyole ışınları kullanmaktır.
Fotoresistin çözülmesi: Ultraviyole ışığa maruz kalan fotorezist, fotolitografi işlemi sırasında çözülür ve çıkarıldıktan sonra kalan model, maskedeki ile aynıdır.
"Dağlama", fotolitografiden sonra, fotorezistin bozulmuş kısmının bir dağlama çözeltisi (pozitif yapıştırıcı) ile aşındırılması ve gofret yüzeyinin yarı iletken cihazların modelini ve bunların bağlantılarını göstermesi anlamına gelir. Daha sonra, yarı iletken cihazları ve devrelerini oluşturmak üzere gofreti aşındırmak için başka bir dağlama çözümü kullanılır.
Fotoresistin temizlenmesi: Aşındırma tamamlandıktan sonra, fotorezistin görevi tamamlanmış olarak ilan edilir ve tasarlanan devre modeli her şeyden çıkarıldıktan sonra görülebilir.
Ve bu şekilde 10 milyardan fazla transistör oyulmuştur Transistörler, amplifikasyon, anahtarlama, voltaj stabilizasyonu, sinyal modülasyonu ve osilatörler dahil olmak üzere çeşitli dijital ve analog işlevler için kullanılabilir.
Daha fazla transistör, işlemcinin bilgi işlem verimliliğini artırabilir; ayrıca boyutun küçültülmesi güç tüketimini de azaltabilir; son olarak, çipin boyutu küçüldükten sonra, daha ince ve daha hafif için gelecekteki talebi karşılamak için mobil cihazlara takılması daha kolaydır.
Çip transistör kesiti
3nm'den sonra, mevcut transistörler artık uygulanabilir değil.Şu anda, yarı iletken endüstrisi, günümüzün finFET'i için ileriye giden yol olarak kabul edilen nanosheet FET (GAA FET) ve nanotel FET (MBCFET) geliştiriyor.
Samsung, GAA surround geçit transistör teknolojisine bahse giriyor ve TSMC, belirli işlem ayrıntılarını açıklamadı. Samsung ilk olarak 2019'da GAA surround geçit transistörünü duyurdu. Samsungun yeni GAA transistör yapısına dayanan resmi açıklamasına göre, Samsung nanochip cihazları kullanarak MBCFET'leri (Çoklu Köprü-Kanal FET'leri) üretti. ), bu teknoloji transistör performansını önemli ölçüde artırabilir ve FinFET transistör teknolojisinin yerini alabilir.
Ek olarak, MBCFET teknolojisi, mevcut FinFET üretim süreci teknolojisi ve ekipmanıyla da uyumlu olabilir, böylece proses geliştirme ve üretimi hızlandırabilir.
Kaynak: Intelligent Manufacturing IM
Sorumluluk Reddi: Bu makale çevrimiçi olarak çoğaltılmıştır ve telif hakkı orijinal yazara aittir. Bu makalede kullanılan videolar, resimler ve metinler telif hakkı sorunları içeriyorsa, lütfen mümkün olan en kısa sürede bize bildirin, içeriği hemen sileceğiz! Bu makalenin içeriği, orijinal yazarın fikridir; bu, bu resmi açıklamanın onun fikrini kabul ettiği ve gerçekliğinden sorumlu olduğu anlamına gelmez.
SON
