ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും വേഗതയേറിയതും മികച്ചതുമായ ചിപ്പുകളാണ് ആധുനിക മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകൾ. അവർക്ക് സെക്കൻഡിൽ 4 ബില്ല്യൺ പ്രവർത്തനങ്ങൾ വരെ ചെയ്യാൻ കഴിയും, കൂടാതെ വിവിധ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇവ നിർമ്മിക്കുന്നത്. 20-ആം നൂറ്റാണ്ടിന്റെ 90-കളുടെ തുടക്കം മുതൽ, പ്രോസസ്സറുകൾ വൻതോതിൽ ഉപയോഗിച്ചപ്പോൾ, അവ വികസനത്തിന്റെ പല ഘട്ടങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോയി. ഉപയോഗിക്കുന്ന മൈക്രോപ്രൊസസർ ഘടനകളുടെ വികസനത്തിന്റെ അപ്പോജി നിലവിലുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യകൾആറാം തലമുറയുടെ മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകൾ 2002 ആയി മാറിയപ്പോൾ ആക്സസ് ചെയ്യാവുന്ന ഉപയോഗംസിലിക്കണിന്റെ എല്ലാ അടിസ്ഥാന ഗുണങ്ങളും ഉൽപ്പാദനത്തിലും സൃഷ്ടിയിലും കുറഞ്ഞ നഷ്ടങ്ങളോടെ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസികൾ നേടുന്നതിന് ലോജിക് സർക്യൂട്ടുകൾ. സിലിക്കൺ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ അവയുടെ കഴിവുകളുടെ പരിധിയിലേക്ക് അടുക്കുന്നതിനാൽ, ക്രിസ്റ്റലുകളുടെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ആവൃത്തിയിൽ നിരന്തരമായ വർദ്ധനവുണ്ടായിട്ടും പുതിയ പ്രോസസ്സറുകളുടെ കാര്യക്ഷമത ഒരു പരിധിവരെ കുറയുന്നു.

മൈക്രോപ്രൊസസർഒരു ചെറിയ സിലിക്കൺ ക്രിസ്റ്റലിൽ രൂപപ്പെട്ട ഒരു സംയോജിത സർക്യൂട്ട് ആണ്. അർദ്ധചാലക ഗുണങ്ങളുള്ളതിനാൽ മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകളിൽ സിലിക്കൺ ഉപയോഗിക്കുന്നു: അതിന്റെ വൈദ്യുതചാലകത ഡൈഇലക്ട്രിക്സിനേക്കാൾ കൂടുതലാണ്, പക്ഷേ ലോഹങ്ങളേക്കാൾ കുറവാണ്. വൈദ്യുത ചാർജുകളുടെ ചലനം തടയുന്ന ഒരു ഇൻസുലേറ്ററും ഒരു കണ്ടക്ടറും സിലിക്കണും ആക്കാം. വൈദ്യുത ചാർജുകൾസ്വതന്ത്രമായി അതിലൂടെ കടന്നുപോകും. ഒരു അർദ്ധചാലകത്തിന്റെ ചാലകത മാലിന്യങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ നിയന്ത്രിക്കാനാകും.

മൈക്രോപ്രൊസസ്സറിൽ അലൂമിനിയമോ ചെമ്പോ കൊണ്ട് നിർമ്മിച്ച നേർത്ത കണ്ടക്ടറുകൾ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ച് ഡാറ്റ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ദശലക്ഷക്കണക്കിന് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഇങ്ങനെയാണ് അവ രൂപപ്പെടുന്നത് ആന്തരിക ടയറുകൾ. തൽഫലമായി, മൈക്രോപ്രൊസസർ നിരവധി പ്രവർത്തനങ്ങൾ ചെയ്യുന്നു - ഗണിതശാസ്ത്രത്തിൽ നിന്നും ലോജിക്കൽ പ്രവർത്തനങ്ങൾമറ്റ് ചിപ്പുകളുടെയും മുഴുവൻ കമ്പ്യൂട്ടറിന്റെയും പ്രവർത്തനം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന്.

മൈക്രോപ്രൊസസറിന്റെ പ്രധാന പാരാമീറ്ററുകളിലൊന്ന് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ പ്രവർത്തന ആവൃത്തിയാണ്, ഇത് ഒരു യൂണിറ്റ് സമയത്തിനുള്ള പ്രവർത്തനങ്ങളുടെ എണ്ണം, പ്രവർത്തന ആവൃത്തി നിർണ്ണയിക്കുന്നു. സിസ്റ്റം ബസ്, ആന്തരിക കാഷെ മെമ്മറി വലിപ്പം SRAM . ക്രിസ്റ്റലിന്റെ പ്രവർത്തന ആവൃത്തി അനുസരിച്ച് പ്രോസസ്സർ ലേബൽ ചെയ്തിരിക്കുന്നു. ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ അടച്ച അവസ്ഥയിൽ നിന്ന് തുറന്ന അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുന്നതിന്റെ ആവൃത്തിയാണ് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിന്റെ ആവൃത്തി നിർണ്ണയിക്കുന്നത്. വേഗത്തിൽ മാറാനുള്ള ഒരു ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ കഴിവ് നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ചിപ്പുകൾ നിർമ്മിക്കുന്ന സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്. സാങ്കേതിക പ്രക്രിയയുടെ അളവ് ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ അളവുകൾ (അതിന്റെ കനവും ഗേറ്റ് നീളവും) നിർണ്ണയിക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, 2004-ന്റെ തുടക്കത്തിൽ അവതരിപ്പിച്ച 90nm പ്രോസസ്സ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച്, ട്രാൻസിസ്റ്റർ വലുപ്പം 90nm ഉം ഗേറ്റ് ദൈർഘ്യം 50nm ഉം ആണ്.

എല്ലാ ആധുനിക പ്രോസസ്സറുകളും ഉപയോഗിക്കുന്നു ഫീൽഡ് ഇഫക്റ്റ് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ. ഒരു പുതിയ സാങ്കേതിക പ്രക്രിയയിലേക്കുള്ള മാറ്റം, ഉയർന്ന സ്വിച്ചിംഗ് ആവൃത്തികൾ, കുറഞ്ഞ ചോർച്ച പ്രവാഹങ്ങൾ, ചെറിയ വലുപ്പങ്ങൾ എന്നിവയുള്ള ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു. ഒരേസമയം വലിപ്പം കുറയ്ക്കുന്നത് ചിപ്പിന്റെ വിസ്തീർണ്ണവും അതിനാൽ താപ വിസർജ്ജനവും കുറയ്ക്കുന്നു, കൂടാതെ കനം കുറഞ്ഞ ഗേറ്റ് താഴ്ന്ന സ്വിച്ചിംഗ് വോൾട്ടേജ് നൽകാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് വൈദ്യുതി ഉപഭോഗവും താപ വിസർജ്ജനവും കുറയ്ക്കുന്നു.

90 nm സാങ്കേതിക മാനദണ്ഡം പല ചിപ്പ് നിർമ്മാതാക്കൾക്കും ഗുരുതരമായ സാങ്കേതിക തടസ്സമായി മാറിയിരിക്കുന്നു. ഇത് കമ്പനി സ്ഥിരീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്ടി.എസ്.എം.സി , കമ്പനികൾ പോലുള്ള നിരവധി വിപണി ഭീമന്മാർക്ക് ചിപ്പുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നുഎഎംഡി, എൻവിഡിയ, എടിഐ, വിഐഎ . വളരെക്കാലമായി, 0.09 മൈക്രോൺ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് ചിപ്പുകളുടെ ഉത്പാദനം സംഘടിപ്പിക്കാൻ കഴിഞ്ഞില്ല, ഇത് ഉപയോഗയോഗ്യമായ പരലുകളുടെ കുറഞ്ഞ വിളവിലേക്ക് നയിച്ചു. ഇതാണ് കാരണംഎഎംഡി സാങ്കേതിക വിദ്യയോടുകൂടിയ അതിന്റെ പ്രൊസസറുകളുടെ പ്രകാശനം വളരെക്കാലം വൈകിപ്പിച്ചു SOI (സിലിക്കൺ - ഓൺ - ഇൻസുലേറ്റർ ). മൂലകങ്ങളുടെ ഈ അളവിലാണ്, മുമ്പ് അത്ര ശ്രദ്ധിക്കപ്പെടാത്ത എല്ലാത്തരം നെഗറ്റീവ് ഘടകങ്ങളും ശക്തമായി പ്രകടമാകാൻ തുടങ്ങിയത്, ചോർച്ച പ്രവാഹങ്ങൾ, പാരാമീറ്ററുകളുടെ വലിയ ചിതറിക്കൽ, താപ ഉൽപാദനത്തിലെ എക്‌സ്‌പോണൻഷ്യൽ വർദ്ധനവ് എന്നിവ പോലെയാണ്.

രണ്ട് ചോർച്ച പ്രവാഹങ്ങളുണ്ട്: ഗേറ്റ് ലീക്കേജ് കറന്റ്, സബ്‌ത്രെഷോൾഡ് ലീക്കേജ്. ആദ്യം സിലിക്കൺ ചാനൽ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിനും പോളിസിലിക്കൺ ഗേറ്റിനുമിടയിലുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സ്വയമേവയുള്ള ചലനം മൂലമാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്. രണ്ടാമത് - ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ ഉറവിടത്തിൽ നിന്ന് ഡ്രെയിനിലേക്ക് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ സ്വയമേവയുള്ള ചലനം. ഈ രണ്ട് ഇഫക്റ്റുകളും ട്രാൻസിസ്റ്ററിലെ വൈദ്യുതധാരകളെ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് വിതരണ വോൾട്ടേജ് വർദ്ധിപ്പിക്കേണ്ടതിന്റെ ആവശ്യകതയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു, ഇത് താപ വിസർജ്ജനത്തെ പ്രതികൂലമായി ബാധിക്കുന്നു. അതിനാൽ, ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ വലുപ്പം കുറയ്ക്കുന്നു, ഒന്നാമതായി, അതിന്റെ ഗേറ്റും സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ് പാളിയും കുറയുന്നു ( SiO2 ), ഇത് ഗേറ്റിനും ചാനലിനും ഇടയിലുള്ള ഒരു സ്വാഭാവിക തടസ്സമാണ്.

ഒരു വശത്ത്, ഇത് ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ സ്പീഡ് പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു (സ്വിച്ചിംഗ് സമയം), എന്നാൽ മറുവശത്ത്, ഇത് ചോർച്ച വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു. അതായത്, ഇത് ഒരുതരം അടഞ്ഞ ചക്രമായി മാറുന്നു. അതിനാൽ, 90 nm ലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നത് ഡയോക്സൈഡ് പാളിയുടെ കനം കുറയുകയും അതേ സമയം ചോർച്ച വർദ്ധിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ചോർച്ചയ്‌ക്കെതിരായ പോരാട്ടം അർത്ഥമാക്കുന്നത്, വീണ്ടും, നിയന്ത്രണ വോൾട്ടേജുകളുടെ വർദ്ധനവ്, അതനുസരിച്ച്, താപ ഉൽപാദനത്തിൽ ഗണ്യമായ വർദ്ധനവ്. ഇതെല്ലാം മൈക്രോപ്രൊസസർ വിപണിയിലെ എതിരാളികൾ ഒരു പുതിയ സാങ്കേതിക പ്രക്രിയ അവതരിപ്പിക്കുന്നതിൽ കാലതാമസമുണ്ടാക്കി -ഇന്റലും എഎംഡിയും.

ഇതര പരിഹാരങ്ങളിലൊന്ന് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഉപയോഗമാണ് SOI (സിലിക്കൺ ഓൺ ഇൻസുലേറ്റർ), കമ്പനി അടുത്തിടെ അവതരിപ്പിച്ചത്എഎംഡി അവരുടെ 64-ബിറ്റ് പ്രോസസറുകളിൽ. എന്നിരുന്നാലും, അത് അവൾക്ക് വളരെയധികം പരിശ്രമിക്കുകയും മറികടക്കുകയും ചെയ്തു വലിയ അളവ്ബന്ധപ്പെട്ട ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ. എന്നാൽ സാങ്കേതികവിദ്യ തന്നെ താരതമ്യേന ചെറിയ എണ്ണം ദോഷങ്ങളുള്ള ധാരാളം ഗുണങ്ങൾ നൽകുന്നു.

സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സാരാംശം, പൊതുവേ, തികച്ചും യുക്തിസഹമാണ് - ട്രാൻസിസ്റ്റർ സിലിക്കൺ അടിവസ്ത്രത്തിൽ നിന്ന് ഇൻസുലേറ്ററിന്റെ മറ്റൊരു നേർത്ത പാളിയാൽ വേർതിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഒരുപാട് ഗുണങ്ങളുണ്ട്. ട്രാൻസിസ്റ്റർ ചാനലിന് കീഴിൽ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ അനിയന്ത്രിതമായ ചലനമില്ല, അതിന്റെ വൈദ്യുത സവിശേഷതകളെ ബാധിക്കുന്നു - ഒരിക്കൽ. ഗേറ്റിലേക്ക് അൺലോക്കിംഗ് കറന്റ് പ്രയോഗിച്ചതിന് ശേഷം, പ്രവർത്തന നിലയിലേക്ക് ചാനലിന്റെ അയോണൈസേഷൻ സമയം, അതിലൂടെ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് കറന്റ് ഒഴുകുന്നതുവരെ, കുറയുന്നു, അതായത്, രണ്ടാമത്തേത് കീ പരാമീറ്റർട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ പ്രകടനം, അതിന്റെ ഓൺ/ഓഫ് സമയം രണ്ടാണ്. അല്ലെങ്കിൽ, അതേ വേഗതയിൽ, നിങ്ങൾക്ക് അൺലോക്കിംഗ് കറന്റ് കുറയ്ക്കാൻ കഴിയും - മൂന്ന്. അല്ലെങ്കിൽ പ്രവർത്തന വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും വോൾട്ടേജ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഇടയിൽ എന്തെങ്കിലും വിട്ടുവീഴ്ച കണ്ടെത്തുക. ഒരേ ഗേറ്റ് കറന്റ് നിലനിർത്തുമ്പോൾ, ട്രാൻസിസ്റ്റർ പ്രകടനത്തിലെ വർദ്ധനവ് 30% വരെയാകാം; നിങ്ങൾ ആവൃത്തി അതേപടി ഉപേക്ഷിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഊർജ്ജ ലാഭത്തിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുകയാണെങ്കിൽ, പ്ലസ് വലുതായിരിക്കും - 50% വരെ.

അവസാനമായി, ചാനൽ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ കൂടുതൽ പ്രവചിക്കാവുന്നതായിത്തീരുന്നു, കൂടാതെ കോസ്മിക് കണികകൾ ചാനൽ അടിവസ്ത്രത്തിൽ തട്ടുന്നതും അപ്രതീക്ഷിതമായി അതിനെ അയോണീകരിക്കുന്നതും പോലെയുള്ള ഇടയ്ക്കിടെ ഉണ്ടാകുന്ന പിശകുകളെ ട്രാൻസിസ്റ്റർ തന്നെ കൂടുതൽ പ്രതിരോധിക്കും. ഇപ്പോൾ, അവർ ഇൻസുലേറ്റർ പാളിക്ക് കീഴിൽ സ്ഥിതി ചെയ്യുന്ന അടിവസ്ത്രത്തിൽ പ്രവേശിക്കുമ്പോൾ, അവ ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ പ്രവർത്തനത്തെ ഒരു തരത്തിലും ബാധിക്കില്ല. SOI യുടെ ഒരേയൊരു പോരായ്മ എമിറ്റർ / കളക്ടർ മേഖലയുടെ ആഴം കുറയ്ക്കണം എന്നതാണ്, ഇത് കനം കുറയുന്നതിനനുസരിച്ച് അതിന്റെ പ്രതിരോധത്തിന്റെ വർദ്ധനവിനെ നേരിട്ടും നേരിട്ടും ബാധിക്കുന്നു.

ഒടുവിൽ, മൂന്നാമത് ആവൃത്തി വളർച്ചയുടെ മാന്ദ്യത്തിന് കാരണമായ കാരണം വിപണിയിലെ എതിരാളികളുടെ കുറഞ്ഞ പ്രവർത്തനമാണ്. എല്ലാവരും അവരവരുടെ ബിസിനസ്സിൽ തിരക്കിലാണെന്ന് പറയാം.എഎംഡി 64-ബിറ്റ് പ്രോസസറുകളുടെ വ്യാപകമായ ആമുഖത്തിൽ ഏർപ്പെട്ടിരുന്നുഇന്റൽ പുതിയ സാങ്കേതിക പ്രക്രിയയുടെ പുരോഗതിയുടെ കാലഘട്ടമായിരുന്നു ഇത്, ഉപയോഗയോഗ്യമായ പരലുകളുടെ വർദ്ധിച്ച വിളവ് ലഭിക്കുന്നതിനുള്ള ഡീബഗ്ഗിംഗ്.

അതിനാൽ, പുതിയ സാങ്കേതിക പ്രക്രിയകളിലേക്ക് മാറേണ്ടതിന്റെ ആവശ്യകത വ്യക്തമാണ്, എന്നാൽ ഓരോ തവണയും സാങ്കേതിക വിദഗ്ധർക്ക് ഇത് കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ആദ്യത്തെ മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകൾപെന്റിയം (1993) 0.8 µm പ്രോസസ്സ് ഉപയോഗിച്ചാണ് നിർമ്മിച്ചത്, തുടർന്ന് 0.6 µm. 1995-ൽ 0.35 മൈക്രോൺ പ്രോസസ് ടെക്നോളജി ആറാം തലമുറ പ്രോസസ്സറുകൾക്കായി ആദ്യമായി ഉപയോഗിച്ചു. 1997-ൽ ഇത് 0.25 മൈക്രോണിലേക്കും 1999-ൽ 0.18 മൈക്രോണിലേക്കും മാറി. ആധുനിക പ്രോസസ്സറുകൾ 0.13, 0.09 മൈക്രോൺ സാങ്കേതികവിദ്യകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്, രണ്ടാമത്തേത് 2004-ൽ അവതരിപ്പിച്ചു. നിങ്ങൾക്ക് കാണാനാകുന്നതുപോലെ, ഈ സാങ്കേതിക പ്രക്രിയകൾക്കായി മൂറിന്റെ നിയമം നിരീക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു, ഓരോ രണ്ട് വർഷത്തിലും പരലുകളുടെ ആവൃത്തി അവയിൽ നിന്നുള്ള ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ഇരട്ടിയാകുന്നു. സാങ്കേതിക പ്രക്രിയയും അതേ വേഗതയിൽ മാറുന്നു. ശരിയാണ്, ഭാവിയിൽ "ഫ്രീക്വൻസി റേസ്" ഈ നിയമത്തെ മറികടക്കും. 2006 ആയപ്പോഴേക്കും കമ്പനിഇന്റൽ 2009-ൽ 65-എൻഎം പ്രോസസ് ടെക്നോളജി വികസിപ്പിക്കാനും 32-എൻഎം വികസിപ്പിക്കാനും പദ്ധതിയിടുന്നു.

ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ ഘടന ഓർമ്മിക്കേണ്ട സമയമാണിത്, അതായത്, സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡിന്റെ നേർത്ത പാളി, ഗേറ്റിനും ചാനലിനും ഇടയിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന ഒരു ഇൻസുലേറ്റർ, കൂടാതെ ഇത് പൂർണ്ണമായും മനസ്സിലാക്കാവുന്ന പ്രവർത്തനം നിർവ്വഹിക്കുന്നു - ഗേറ്റ് കറന്റ് ചോർച്ച തടയുന്ന ഇലക്ട്രോണുകൾക്കുള്ള തടസ്സം.

വ്യക്തമായും, ഈ പാളി കട്ടിയുള്ളതാണ്, അത് അതിന്റെ ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പ്രവർത്തനങ്ങൾ നിർവഹിക്കുന്നു, പക്ഷേ അത് അവിഭാജ്യചാനൽ, ചാനലിന്റെ നീളം (ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ വലുപ്പം) കുറയ്ക്കാൻ പോകുകയാണെങ്കിൽ, അതിന്റെ കനം കുറയ്ക്കേണ്ടതുണ്ട്, വളരെ വേഗത്തിലുള്ള വേഗതയിൽ അത് വ്യക്തമല്ല. വഴിയിൽ, കഴിഞ്ഞ ഏതാനും പതിറ്റാണ്ടുകളായി, ഈ പാളിയുടെ കനം ചാനലിന്റെ മുഴുവൻ നീളത്തിന്റെ ശരാശരി 1/45 ആണ്. എന്നാൽ ഈ പ്രക്രിയയ്ക്ക് അവസാനമുണ്ട് - അഞ്ച് വർഷം മുമ്പ് അതേ ഇന്റൽ അവകാശപ്പെട്ടതുപോലെ, കഴിഞ്ഞ 30 വർഷമായി ഞങ്ങൾ SiO 2 ഉപയോഗിക്കുന്നത് തുടരുകയാണെങ്കിൽ, ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ പാളി കനം 2.3 nm ആയിരിക്കും, അല്ലാത്തപക്ഷം ഗേറ്റിന്റെ ലീക്കേജ് കറന്റ് കറന്റ് കേവലം അയഥാർത്ഥമായി മാറും.

സമീപകാലം വരെ, സബ്ചാനൽ ചോർച്ച കുറയ്ക്കാൻ ഒന്നും ചെയ്തിട്ടില്ല, എന്നാൽ ഇപ്പോൾ സ്ഥിതി മാറാൻ തുടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, കാരണം ഓപ്പറേറ്റിംഗ് കറന്റ്, ഗേറ്റ് പ്രതികരണ സമയത്തോടൊപ്പം, ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ പ്രവർത്തന വേഗതയെ ചിത്രീകരിക്കുന്ന രണ്ട് പ്രധാന പാരാമീറ്ററുകളിൽ ഒന്നാണ്, കൂടാതെ ഓഫ്-സ്റ്റേറ്റ് ചോർച്ച അതിനെ നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു - ആവശ്യമായ ട്രാൻസിസ്റ്റർ കാര്യക്ഷമത സംരക്ഷിക്കുന്നതിന്, അതിനനുസരിച്ച്, തുടർന്നുള്ള എല്ലാ വ്യവസ്ഥകളും ഉപയോഗിച്ച് ഓപ്പറേറ്റിംഗ് കറന്റ് വർദ്ധിപ്പിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

നിർമ്മാണം 300-ലധികം ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ഒരു സങ്കീർണ്ണ പ്രക്രിയയാണ് മൈക്രോപ്രൊസസ്സർ. രാസവസ്തുക്കൾ, വാതകങ്ങൾ, അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് വിവിധ പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രക്രിയകളുടെ ഒരു നിശ്ചിത ശ്രേണിയുടെ ഫലമായി, നേർത്ത വൃത്താകൃതിയിലുള്ള സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ ഉപരിതലത്തിലാണ് മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകൾ രൂപപ്പെടുന്നത്.

അടിവസ്ത്രങ്ങൾക്ക് സാധാരണയായി 200 മില്ലിമീറ്റർ അല്ലെങ്കിൽ 8 ഇഞ്ച് വ്യാസമുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ഇന്റൽ ഇതിനകം 300 എംഎം അല്ലെങ്കിൽ 12 ഇഞ്ച് വ്യാസമുള്ള വേഫറുകളിലേക്ക് മാറിയിട്ടുണ്ട്. പുതിയ പ്ലേറ്റുകൾ ഏകദേശം 4 മടങ്ങ് കൂടുതൽ പരലുകൾ ലഭിക്കുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു, കൂടാതെ വിളവ് വളരെ കൂടുതലാണ്. സിലിക്കണിൽ നിന്നാണ് വേഫറുകൾ നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, അവ ശുദ്ധീകരിച്ച് ഉരുകി നീളമുള്ള സിലിണ്ടർ പരലുകളായി വളർത്തുന്നു. ക്രിസ്റ്റലുകൾ നേർത്ത കഷ്ണങ്ങളാക്കി മുറിച്ച് അവയുടെ ഉപരിതലം കണ്ണാടി പോലെ മിനുസമാർന്നതും വൈകല്യങ്ങളില്ലാത്തതുമാകുന്നതുവരെ മിനുക്കിയിരിക്കുന്നു. അടുത്തതായി, തെർമൽ ഓക്സിഡേഷൻ (ഫിലിം രൂപീകരണം) ഒരു ചാക്രിക രീതിയിലാണ് നടത്തുന്നത് SiO2 ), ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി, അശുദ്ധി വ്യാപനം (ഫോസ്ഫറസ്), എപ്പിറ്റാക്സി (പാളി വളർച്ച).

മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകളുടെ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിൽ, ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം കണക്കാക്കിയ പാറ്റേണുകളുടെ രൂപത്തിൽ ശൂന്യമായ പ്ലേറ്റുകളിൽ മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഏറ്റവും നേർത്ത പാളികൾ പ്രയോഗിക്കുന്നു. ഒരു വേഫറിൽ നൂറുകണക്കിന് മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകൾ വരെ സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയും, ഇവയുടെ നിർമ്മാണത്തിന് 300-ലധികം പ്രവർത്തനങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്. പ്രോസസറുകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന മുഴുവൻ പ്രക്രിയയും പല ഘട്ടങ്ങളായി തിരിക്കാം: സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് വളർത്തൽ, ചാലക പ്രദേശങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കൽ, ടെസ്റ്റിംഗ്, പാക്കേജ് നിർമ്മിക്കൽ, വിതരണം എന്നിവ.

മൈക്രോപ്രൊസസർ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ ആരംഭിക്കുന്നത് " വളരുന്നു "മിനുക്കിയ വേഫറിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡിന്റെ ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളിയുണ്ട്. വളരെ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഒരു ഇലക്ട്രിക് ഓവനിലാണ് ഈ ഘട്ടം നടത്തുന്നത്. ഓക്സൈഡ് പാളിയുടെ കനം താപനിലയെയും വേഫർ ചെലവഴിക്കുന്ന സമയത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. അടുപ്പിൽ.

തുടർന്ന് പിന്തുടരുന്നു ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി - പ്ലേറ്റിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഒരു പാറ്റേൺ രൂപപ്പെടുന്ന ഒരു പ്രക്രിയ. ആദ്യം, ഫോട്ടോസെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഒരു താൽക്കാലിക പാളി, ഒരു ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ്, പ്ലേറ്റിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു, അതിൽ ടെംപ്ലേറ്റിന്റെ സുതാര്യമായ വിഭാഗങ്ങളുടെ ഒരു ചിത്രം അല്ലെങ്കിൽ ഫോട്ടോമാസ്ക് അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം ഉപയോഗിച്ച് പ്രൊജക്റ്റ് ചെയ്യുന്നു. പ്രോസസർ രൂപകല്പനയ്ക്കിടെ മാസ്കുകൾ നിർമ്മിക്കുകയും പ്രോസസറിന്റെ ഓരോ ലെയറിലും സർക്യൂട്ട് പാറ്റേണുകൾ രൂപപ്പെടുത്താൻ ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. റേഡിയേഷന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ, ഫോട്ടോലെയറിന്റെ തുറന്ന പ്രദേശങ്ങൾ ലയിക്കുന്നു, അവ ഒരു ലായക (ഫ്ലൂറിക് ആസിഡ്) ഉപയോഗിച്ച് നീക്കംചെയ്യുന്നു, സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ് അടിയിൽ വെളിപ്പെടുന്നു.

തുറന്നുകാട്ടപ്പെട്ട സിലിക്ക "എന്ന ഒരു പ്രക്രിയ ഉപയോഗിച്ച് നീക്കംചെയ്യുന്നു. കൊത്തുപണി "അതിനുശേഷം ബാക്കിയുള്ള ഫോട്ടോലെയർ നീക്കം ചെയ്യുകയും അർദ്ധചാലക വേഫറിൽ ഒരു സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് പാറ്റേൺ അവശേഷിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. അധിക ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫിയുടെയും എച്ചിംഗ് പ്രവർത്തനങ്ങളുടെയും ഫലമായി, ഒരു കണ്ടക്ടറിന്റെ ഗുണങ്ങളുള്ള പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കണും വേഫറിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു.

അടുത്ത ഓപ്പറേഷൻ സമയത്ത്, " ഉത്തേജക മരുന്ന് ", സിലിക്കൺ വേഫറിന്റെ തുറന്ന പ്രദേശങ്ങൾ വിവിധ രാസ മൂലകങ്ങളുടെ അയോണുകളാൽ ആക്രമിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് സിലിക്കണിൽ നെഗറ്റീവ്, പോസിറ്റീവ് ചാർജുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു, ഈ പ്രദേശങ്ങളുടെ വൈദ്യുതചാലകത മാറ്റുന്നു.

പുതിയ പാളികൾ ചേർക്കുന്നു തുടർന്ന് സർക്യൂട്ടിന്റെ കൊത്തുപണി നിരവധി തവണ നടത്തുന്നു, അതേസമയം ഇന്റർലേയർ കണക്ഷനുകൾക്കായി “വിൻഡോകൾ” പാളികളിൽ അവശേഷിക്കുന്നു, അവ ലോഹത്തിൽ നിറച്ച് പാളികൾക്കിടയിൽ വൈദ്യുത കണക്ഷനുകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഇന്റൽ അതിന്റെ 0.13-മൈക്രോൺ പ്രോസസ്സ് സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ കോപ്പർ കണ്ടക്ടറുകൾ ഉപയോഗിച്ചു. 0.18 മൈക്രോൺ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിലും മുമ്പത്തെ പ്രക്രിയകളിലും ഇന്റൽ തലമുറകൾഉപയോഗിച്ച അലുമിനിയം. ചെമ്പും അലൂമിനിയവും വൈദ്യുതിയുടെ മികച്ച ചാലകങ്ങളാണ്. 0.18-μm പ്രോസസ്സ് ടെക്നോളജി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, 6 ലെയറുകൾ ഉപയോഗിച്ചു; 2004 ൽ 90 nm ടെക്നോളജി പ്രോസസ് അവതരിപ്പിക്കുമ്പോൾ, 7 ലെയറുകൾ സിലിക്കൺ ഉപയോഗിച്ചു.

പ്രോസസറിന്റെ ഓരോ ലെയറിനും അതിന്റേതായ പാറ്റേൺ ഉണ്ട്; ഈ പാളികളെല്ലാം ചേർന്ന് ഒരു ത്രിമാന ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ട് ഉണ്ടാക്കുന്നു. പാളികളുടെ പ്രയോഗം നിരവധി ആഴ്ചകളിൽ 20 - 25 തവണ ആവർത്തിക്കുന്നു.

ലെയറിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ അടിവസ്ത്രങ്ങൾ നേരിടുന്ന സമ്മർദ്ദത്തെ ചെറുക്കുന്നതിന്, സിലിക്കൺ വേഫറുകൾ തുടക്കത്തിൽ വേണ്ടത്ര കട്ടിയുള്ളതായിരിക്കണം. അതിനാൽ, വ്യക്തിഗത മൈക്രോപ്രൊസസറുകളിലേക്ക് വേഫർ മുറിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, പ്രത്യേക പ്രക്രിയകൾ ഉപയോഗിച്ച് അതിന്റെ കനം 33% കുറയ്ക്കുകയും വിപരീത വശത്ത് നിന്ന് മാലിന്യങ്ങൾ നീക്കം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. തുടർന്ന്, "നേർത്ത" പ്ലേറ്റിന്റെ പിൻ വശത്ത് പ്രത്യേക വസ്തുക്കളുടെ ഒരു പാളി പ്രയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ക്രിസ്റ്റലിന്റെ തുടർന്നുള്ള അറ്റാച്ച്മെൻറ് ശരീരത്തിലേക്ക് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. കൂടാതെ, ഈ പാളി നൽകുന്നു വൈദ്യുത ബന്ധംസംയോജിത സർക്യൂട്ടിന്റെ പിൻഭാഗത്തിനും അസംബ്ലിക്ക് ശേഷമുള്ള പാക്കേജിനും ഇടയിൽ.

ഇതിനുശേഷം, എല്ലാ മെഷീനിംഗ് പ്രവർത്തനങ്ങളുടെയും ഗുണനിലവാരം പരിശോധിക്കാൻ വേഫറുകൾ പരിശോധിക്കുന്നു. പ്രോസസ്സറുകൾ ശരിയായി പ്രവർത്തിക്കുന്നുണ്ടോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ, അവ പരിശോധിക്കുക വ്യക്തിഗത ഘടകങ്ങൾ. തകരാറുകൾ കണ്ടെത്തിയാൽ, ഏത് ഘട്ടത്തിലാണ് പരാജയം സംഭവിച്ചതെന്ന് മനസിലാക്കാൻ അവയെക്കുറിച്ചുള്ള ഡാറ്റ വിശകലനം ചെയ്യുന്നു.

പിന്നീട് ഓരോ പ്രോസസറിലേക്കും ഇലക്ട്രിക്കൽ പ്രോബുകൾ ബന്ധിപ്പിച്ച് പവർ പ്രയോഗിക്കുന്നു. പ്രൊസസ്സറുകൾ ഒരു കമ്പ്യൂട്ടർ പരിശോധിക്കുന്നു, ഇത് നിർമ്മിച്ച പ്രോസസ്സറുകളുടെ സവിശേഷതകൾ നിർദ്ദിഷ്ട ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നുണ്ടോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

പരിശോധനയ്ക്ക് ശേഷം, വേഫറുകൾ അസംബ്ലി സൗകര്യത്തിലേക്ക് അയയ്ക്കുന്നു, അവിടെ അവ ചെറിയ ദീർഘചതുരങ്ങളായി മുറിക്കുന്നു, അവയിൽ ഓരോന്നിനും ഒരു ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. പ്ലേറ്റ് വേർതിരിക്കുന്നതിന് ഒരു പ്രത്യേക പ്രിസിഷൻ സോ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രവർത്തനരഹിതമായ പരലുകൾ നിരസിക്കപ്പെട്ടു.

ഓരോ ക്രിസ്റ്റലും ഒരു വ്യക്തിഗത കേസിൽ സ്ഥാപിക്കുന്നു. കേസ് ബാഹ്യ സ്വാധീനങ്ങളിൽ നിന്ന് ക്രിസ്റ്റലിനെ സംരക്ഷിക്കുകയും അത് നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു വൈദ്യുതി ബന്ധംഅത് പിന്നീട് ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യുന്ന ബോർഡിനൊപ്പം. ചിപ്പിലെ നിർദ്ദിഷ്ട പോയിന്റുകളിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്ന സോൾഡറിന്റെ ചെറിയ പന്തുകൾ പാക്കേജിന്റെ ഇലക്ട്രിക്കൽ ടെർമിനലുകളിലേക്ക് ലയിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. ഇപ്പോൾ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകൾബോർഡിൽ നിന്ന് ചിപ്പിലേക്കും പിന്നിലേക്കും വരാം.

ഭാവിയിലെ പ്രോസസ്സറുകളിൽ കമ്പനിഇന്റൽ സാങ്കേതികവിദ്യ പ്രയോഗിക്കും BBUL , കുറഞ്ഞ ചൂട് ഉൽപാദനവും കാലുകൾക്കിടയിലുള്ള ശേഷിയും ഉപയോഗിച്ച് അടിസ്ഥാനപരമായി പുതിയ കേസുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ ഇത് നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുംസിപിയു.

കേസിൽ ചിപ്പ് ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്ത ശേഷം, അത് പ്രവർത്തനക്ഷമമാണോ എന്ന് നിർണ്ണയിക്കാൻ പ്രോസസ്സർ വീണ്ടും പരിശോധിക്കുന്നു. തെറ്റായ പ്രോസസ്സറുകൾ നിരസിക്കപ്പെട്ടു, കൂടാതെ ജോലി ചെയ്യുന്നവ ലോഡ് ടെസ്റ്റുകൾക്ക് വിധേയമാക്കുന്നു: വിവിധ താപനില, ഈർപ്പം അവസ്ഥകൾ, അതുപോലെ ഇലക്ട്രോസ്റ്റാറ്റിക് ഡിസ്ചാർജുകൾ. ഓരോ ലോഡ് ടെസ്റ്റിനും ശേഷം, അതിന്റെ പ്രവർത്തന നില നിർണ്ണയിക്കാൻ പ്രോസസ്സർ പരിശോധിക്കുന്നു. വ്യത്യസ്ത ക്ലോക്ക് സ്പീഡുകളിലും സപ്ലൈ വോൾട്ടേജുകളിലും അവയുടെ സ്വഭാവത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പ്രോസസ്സറുകൾ പിന്നീട് അടുക്കുന്നു.

ടെസ്റ്റിംഗ് പാസായ പ്രോസസ്സറുകൾ അന്തിമ നിയന്ത്രണത്തിലേക്ക് അയയ്‌ക്കുന്നു, മുമ്പത്തെ എല്ലാ ടെസ്റ്റുകളുടെയും ഫലങ്ങൾ ശരിയാണെന്ന് സ്ഥിരീകരിക്കുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ ചുമതല, കൂടാതെ ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിന്റെ പാരാമീറ്ററുകൾ സ്ഥാപിത മാനദണ്ഡങ്ങൾ പാലിക്കുകയോ അല്ലെങ്കിൽ കവിയുകയോ ചെയ്യുന്നു. അന്തിമ പരിശോധനയിൽ വിജയിക്കുന്ന എല്ലാ പ്രോസസ്സറുകളും ഉപഭോക്താക്കൾക്ക് ഡെലിവറി ചെയ്യുന്നതിനായി അടയാളപ്പെടുത്തുകയും പാക്കേജുചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

എല്ലാവരും ഒരു സാധാരണ മൈക്രോപ്രൊസസർ കയ്യിൽ പിടിച്ചിരുന്നു, പക്ഷേ അത് മുറിച്ച് സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ പരിശോധിക്കാൻ ആരും ചിന്തിച്ചിട്ടുണ്ടാകില്ല. ഒരു മൈക്രോചിപ്പ് എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നുവെന്ന് വിദ്യാർത്ഥികൾക്ക് കാണിച്ചുകൊടുക്കാൻ സ്വീഡിഷ് അധ്യാപകനായ ക്രിസ്റ്റ്യൻ സ്റ്റോം ചെയ്തത് ഇതാണ്. ഫോട്ടോകൾ കേവലം അതിശയകരമാണ്: പ്രോസസറിന്റെ വ്യക്തിഗത പാളികൾ കാണാൻ ഗുണനിലവാരം നിങ്ങളെ അനുവദിക്കുന്നു. പ്രത്യക്ഷത്തിൽ, പാശ്ചാത്യ സംഭവവികാസങ്ങൾ വേർപെടുത്തുകയും പകർത്തുകയും ചെയ്ത സോവിയറ്റ് എഞ്ചിനീയർമാർ ഏകദേശം ഈ നടപടിക്രമം ഉപയോഗിച്ചു. എതിരാളികളുടെ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ പഠിക്കാൻ ഇപ്പോൾ ഏകദേശം ഇതേ കാര്യം തന്നെ ചെയ്യുന്നു.

എല്ലാ ഫോട്ടോകളും ക്ലിക്ക് ചെയ്യാവുന്നതും ഉയർന്ന റെസല്യൂഷനിൽ ലഭ്യമാണ്.

ക്രിസ്റ്റ്യൻ സ്റ്റോം P-III പ്രോസസർ ഉപയോഗിച്ചു. ആദ്യം, പ്ലാസ്റ്റിക് കേസിൽ നിന്ന് മൈക്രോ സർക്യൂട്ട് തന്നെ നീക്കം ചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണ് ( നീല നിറം), സർക്യൂട്ട് ബോർഡിന്റെ (പച്ച) മധ്യഭാഗത്ത് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു.

സർക്യൂട്ട് ബോർഡിന്റെ പിൻഭാഗത്ത് നിങ്ങൾക്ക് കാണാനാകുന്നതുപോലെ, മൈക്രോപ്രൊസസറിൽ നിന്ന് കോൺടാക്റ്റുകൾ ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണ് - പ്രോസസറിലെ ഓരോ കോൺടാക്റ്റിൽ നിന്നും ഒരു സിഗ്നൽ ബോർഡിലെ ഒരു പ്രത്യേക പിന്നിലേക്ക് പോകുന്നു.

മൈക്രോപ്രൊസസറിനെ ചൂട് ഉപയോഗിച്ച് വേർപെടുത്താമെന്ന് ആദ്യം ക്രിസ്റ്റ്യൻ കരുതി, പക്ഷേ ഒരു ദുർഗന്ധമല്ലാതെ മറ്റൊന്നും ലഭിച്ചില്ല. അപ്പോൾ എനിക്ക് ഉപയോഗിക്കേണ്ടി വന്നു മൃഗീയ ശക്തിഉചിതമായ ഭാഗം മുറിക്കുക. ഫോഴ്‌സെപ്‌സും സ്കാൽപലും ഉപയോഗിച്ച് അദ്ദേഹം ചിപ്പ് പുറത്തെടുത്തു, ഈ പ്രക്രിയയിൽ ചെറുതായി കേടുവരുത്തി (എന്നിരുന്നാലും, ക്രിസ്റ്റ്യൻ എങ്ങനെയും ചിത്രീകരണത്തിനായി പ്രൊസസർ തകർക്കാൻ പോകുകയായിരുന്നു).

ഇതിന്റെ ഫലമായി സംഭവിച്ചത് ഇതാണ്. മൈക്രോ സർക്യൂട്ടിന്റെ പിൻഭാഗത്ത്, തകർന്ന നീല കേസിംഗിന് കീഴിൽ, മൈക്രോ സർക്യൂട്ടിലെ കോൺടാക്റ്റുകൾ ദൃശ്യമാണ്. മുമ്പ്, അവ ബോർഡിലെ പിന്നുകളുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരുന്നു.

പ്ലാസ്റ്റിക്ക് വൃത്തിയാക്കിയ മൈക്രോ സർക്യൂട്ട് ഇതാ.

ഇപ്പോൾ രസകരമായ ഭാഗം വരുന്നു: മൈക്രോസ്കോപ്പ് പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ആദ്യം, സാധാരണ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഒന്ന്. ഒരു മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ ഞങ്ങൾ ഒരേ കോൺടാക്റ്റുകളുള്ള ഒരു മൈക്രോപ്രൊസസറിന്റെ ഒരു ശകലം നോക്കുന്നു.

നിങ്ങൾ അടുത്ത് നോക്കിയാൽ, കോൺടാക്റ്റ് ദ്വാരങ്ങൾക്കുള്ളിലെ ഘടന നിങ്ങൾക്ക് ഉണ്ടാക്കാം.

പ്രോസസറിൽ പരസ്പരം മുകളിൽ നിരവധി ലോഹ പാളികൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അവ കോൺടാക്റ്റ് ദ്വാരങ്ങളിലൂടെ വ്യക്തമായി കാണാം.

മൈക്രോസ്കോപ്പിന്റെ ഫോക്കസ് മാറ്റുന്നതിലൂടെ, നിങ്ങൾക്ക് ഈ പാളികൾ പരിശോധിക്കാം. മുകളിലെ പാളി ഇതാ.

മധ്യ പാളി.

ഒപ്പം താഴത്തെ പാളിയും.

ഒപ്റ്റിക്കൽ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ആവശ്യമായ വിശദാംശങ്ങൾ നൽകാത്തതിനാൽ, സ്കാനിംഗ് ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഉപയോഗിക്കാൻ ക്രിസ്റ്റ്യൻ തീരുമാനിച്ചു. പ്രോസസറിന്റെ ഉൾവശം കാണാൻ, അവൻ അതിനെ കഷണങ്ങളാക്കി എവിടെയാണ് തകർന്നതെന്ന് പരിശോധിക്കാൻ തുടങ്ങി. ക്രമേണ റെസല്യൂഷൻ വർദ്ധിക്കുന്ന തുടർച്ചയായ ഫോട്ടോഗ്രാഫുകളുടെ ഒരു ശ്രേണി നിങ്ങൾക്ക് ചുവടെ കാണാൻ കഴിയും.

ചിപ്പ് തലകീഴായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ മുകളിൽ സർക്യൂട്ട് ബോർഡിൽ മുമ്പ് ഘടിപ്പിച്ച കോൺടാക്റ്റുകളുടെ ഒരു നിരയുണ്ട്. ആദ്യം പ്രത്യേകിച്ച് ഒന്നും കാണുന്നില്ല. കോൺടാക്റ്റുകൾക്കിടയിലുള്ള ലൈറ്റ് മെറ്റീരിയൽ സ്പേസ് നിറയ്ക്കാൻ ഒരുതരം പോളിമർ ആണ്.

ചെയ്തത് കൂടുതൽ വർദ്ധനവ്പാളികൾ ഇതിനകം വ്യക്തമായി കാണാം. നിങ്ങൾക്ക് അവയുടെ എണ്ണം പോലും കണക്കാക്കാം: ആറ്.

താഴത്തെ ലോഹ പാളിയുടെ കനം ഏകദേശം 200-250 nm ആണ്. P-III പ്രോസസർ 250 nm പ്രോസസ്സ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചാണ് നിർമ്മിച്ചത്, പിന്നീട് - 180 nm, അതിനാൽ ഈ താഴത്തെ പാളി ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുള്ള അവസാന പാളിയാണ്; തുടർന്നുള്ള സമീപനം പുതിയ ഘടകങ്ങൾ കാണിക്കില്ല.

മെച്ചപ്പെട്ട രൂപത്തിൽ ചിത്രം കാണുന്നത് ഇതാണ്.

അവസാനത്തെ ഫോട്ടോ അതേ സ്കെയിലിൽ എടുത്തതാണ്, മുകളിൽ നിന്ന് മാത്രം. ഒരിടത്ത് കേസ് ആകസ്മികമായി തകർന്നു, അങ്ങനെ അത് തുറന്നുകാട്ടപ്പെട്ടു ആന്തരിക ഘടന.

പരസ്പരം മുകളിൽ നിരവധി ലോഹ പാളികൾ ഉണ്ട്, എന്നാൽ ചിപ്പിൽ നിന്ന് പാളികൾ എങ്ങനെ ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം നീക്കം ചെയ്യണമെന്ന് അറിയാത്തതിനാൽ ലെയർ-ബൈ-ലെയർ ഫോട്ടോഗ്രാഫുകൾ എടുക്കാനും ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളിൽ (താഴെ പാളി) നേരിട്ട് എത്താനും ക്രിസ്റ്റ്യന് കഴിഞ്ഞില്ല.

മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകളുടെ ഉത്പാദനം വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ള കാര്യമാണ്, ഈ മാർക്കറ്റിന്റെ അടച്ചുപൂട്ടൽ പ്രാഥമികമായി ഇന്നത്തെ പ്രബലമായ ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ സവിശേഷതകളാൽ നിർണ്ണയിക്കപ്പെടുന്നു. ഫോട്ടോമാസ്കുകൾ വഴി മൈക്രോസ്കോപ്പിക് ഇലക്ട്രോണിക് സർക്യൂട്ടുകൾ ഒരു സിലിക്കൺ വേഫറിലേക്ക് പ്രൊജക്റ്റ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു, ഓരോന്നിന്റെയും വില $200,000 വരെ എത്താം. അതേസമയം, ഒരു ചിപ്പ് നിർമ്മിക്കാൻ കുറഞ്ഞത് 50 മാസ്കുകളെങ്കിലും ആവശ്യമാണ്. പുതിയ മോഡലുകൾ വികസിപ്പിക്കുമ്പോൾ "ട്രയൽ ആൻഡ് എറർ" എന്നതിന്റെ ചിലവ് ഇതിലേക്ക് ചേർക്കുക, വളരെ വലിയ കമ്പനികൾക്ക് മാത്രമേ വളരെ വലിയ അളവിൽ പ്രോസസ്സറുകൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയൂ എന്ന് നിങ്ങൾ മനസ്സിലാക്കും.

നിലവാരമില്ലാത്ത ഡിസൈനുകൾ ആവശ്യമുള്ള ശാസ്ത്രീയ ലബോറട്ടറികളും ഹൈടെക് സ്റ്റാർട്ടപ്പുകളും എന്തുചെയ്യണം? "സാധ്യതയുള്ള ശത്രു" യിൽ നിന്ന് പ്രൊസസ്സറുകൾ വാങ്ങുന്നത് ആർക്കാണ് സൈന്യത്തിന് വേണ്ടി നമ്മൾ ചെയ്യേണ്ടത്, മിതമായ രീതിയിൽ പറഞ്ഞാൽ, തെറ്റല്ല?

ഞങ്ങൾ ഡച്ച് കമ്പനിയായ മാപ്പറിന്റെ റഷ്യൻ പ്രൊഡക്ഷൻ സൈറ്റ് സന്ദർശിച്ചു, ഇതിന് നന്ദി മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകളുടെ ഉത്പാദനം ആകാശഗോളങ്ങളുടെ ധാരാളമായി അവസാനിക്കുകയും വെറും മനുഷ്യരുടെ പ്രവർത്തനമായി മാറുകയും ചെയ്യും. ശരി, അല്ലെങ്കിൽ ഏതാണ്ട് ലളിതമാണ്. ഇവിടെ, മോസ്കോ ടെക്നോപോളിസിന്റെ പ്രദേശത്ത്, റുസ്നാനോ കോർപ്പറേഷന്റെ സാമ്പത്തിക പിന്തുണയോടെ, മാപ്പർ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ഒരു പ്രധാന ഘടകം നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നു - ഇലക്ട്രോൺ-ഒപ്റ്റിക്കൽ സിസ്റ്റം.

എന്നിരുന്നാലും, മാപ്പർ മാസ്കില്ലാത്ത ലിത്തോഗ്രാഫിയുടെ സൂക്ഷ്മത മനസ്സിലാക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, പരമ്പരാഗത ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫിയുടെ അടിസ്ഥാനകാര്യങ്ങൾ ഓർമ്മിക്കുന്നത് മൂല്യവത്താണ്.

വിചിത്രമായ വെളിച്ചം

ആധുനികത്തിൽ ഇന്റൽ പ്രോസസർ Core i7 ന് ഏകദേശം 2 ബില്യൺ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഉൾക്കൊള്ളാൻ കഴിയും (മോഡലിനെ ആശ്രയിച്ച്), അവയിൽ ഓരോന്നിനും 14 nm വലുപ്പമുണ്ട്. കമ്പ്യൂട്ടിംഗ് പവർ പിന്തുടരുന്നതിനായി, നിർമ്മാതാക്കൾ വർഷം തോറും ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ വലുപ്പം കുറയ്ക്കുകയും അവയുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ ഓട്ടത്തിൽ സാധ്യതയുള്ള സാങ്കേതിക പരിധി 5 nm ആയി കണക്കാക്കാം: അത്തരം ദൂരങ്ങളിൽ ക്വാണ്ടം ഇഫക്റ്റുകൾ പ്രത്യക്ഷപ്പെടാൻ തുടങ്ങുന്നു, അതിനാൽ അയൽ കോശങ്ങളിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾ പ്രവചനാതീതമായി പ്രവർത്തിക്കും.

ഒരു സിലിക്കൺ വേഫറിൽ മൈക്രോസ്കോപ്പിക് അർദ്ധചാലക ഘടനകൾ നിക്ഷേപിക്കുന്നതിന്, ഫോട്ടോഗ്രാഫിക് എൻലാർജർ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് സമാനമായ ഒരു പ്രക്രിയ അവർ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അവന്റെ ലക്ഷ്യം വിപരീതമല്ലെങ്കിൽ - ചിത്രം കഴിയുന്നത്ര ചെറുതാക്കുക. പ്ലേറ്റ് (അല്ലെങ്കിൽ സംരക്ഷിത ഫിലിം) ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് കൊണ്ട് മൂടിയിരിക്കുന്നു - ഒരു പോളിമർ ഫോട്ടോസെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയൽ പ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് വികിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ അതിന്റെ ഗുണങ്ങൾ മാറ്റുന്നു. ആവശ്യമായ ചിപ്പ് പാറ്റേൺ ഒരു മാസ്കിലൂടെയും ശേഖരിക്കുന്ന ലെൻസിലൂടെയും ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിലേക്ക് തുറന്നുകാട്ടപ്പെടുന്നു. അച്ചടിച്ച വേഫറുകൾ സാധാരണയായി മാസ്കുകളേക്കാൾ നാലിരട്ടി ചെറുതാണ്.

സിലിക്കൺ അല്ലെങ്കിൽ ജെർമേനിയം പോലുള്ള പദാർത്ഥങ്ങൾക്ക് അവയുടെ ബാഹ്യ ഊർജ്ജ നിലയിൽ നാല് ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉണ്ട്. ലോഹം പോലെ തോന്നിക്കുന്ന മനോഹരമായ പരലുകൾ അവ ഉണ്ടാക്കുന്നു. പക്ഷേ, ലോഹത്തിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, അവ വൈദ്യുതി കടത്തിവിടുന്നില്ല: അവയുടെ എല്ലാ ഇലക്ട്രോണുകളും ശക്തമായ കോവാലന്റ് ബോണ്ടുകളിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു, മാത്രമല്ല ചലിക്കാൻ കഴിയില്ല. എന്നിരുന്നാലും, ബാഹ്യ തലത്തിൽ (ഫോസ്ഫറസ് അല്ലെങ്കിൽ ആർസെനിക്) അഞ്ച് ഇലക്ട്രോണുകളുള്ള ഒരു പദാർത്ഥത്തിൽ നിന്ന് ഒരു ചെറിയ ദാതാവിന്റെ അശുദ്ധി നിങ്ങൾ അവയിൽ ചേർത്താൽ എല്ലാം മാറുന്നു. നാല് ഇലക്ട്രോണുകൾ സിലിക്കണുമായി ബന്ധിപ്പിച്ച് ഒരെണ്ണം സ്വതന്ത്രമാക്കുന്നു. ദാതാവിന്റെ അശുദ്ധി (n-type) ഉള്ള സിലിക്കൺ ഒരു നല്ല ചാലകമാണ്. ബാഹ്യ തലത്തിൽ (ബോറോൺ, ഇൻഡിയം) മൂന്ന് ഇലക്ട്രോണുകളുള്ള ഒരു പദാർത്ഥത്തിൽ നിന്ന് സിലിക്കണിലേക്ക് നിങ്ങൾ ഒരു സ്വീകാര്യമായ മാലിന്യം ചേർക്കുകയാണെങ്കിൽ, "ദ്വാരങ്ങൾ" സമാനമായ രീതിയിൽ രൂപം കൊള്ളുന്നു, പോസിറ്റീവ് ചാർജിന്റെ വെർച്വൽ അനലോഗ്. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, നമ്മൾ സംസാരിക്കുന്നത് പി-ടൈപ്പ് അർദ്ധചാലകത്തെക്കുറിച്ചാണ്. പി-, എൻ-ടൈപ്പ് കണ്ടക്ടറുകളെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെ, നമുക്ക് ഒരു ഡയോഡ് ലഭിക്കും - അർദ്ധചാലക ഉപകരണം, ഒരു ദിശയിൽ മാത്രം കറന്റ് കടന്നുപോകുന്നു. p-n-p കോമ്പിനേഷൻഅല്ലെങ്കിൽ n-p-n നമുക്ക് ഒരു ട്രാൻസിസ്റ്റർ നൽകുന്നു - സെൻട്രൽ കണ്ടക്ടറിൽ ഒരു നിശ്ചിത വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിച്ചാൽ മാത്രമേ അതിലൂടെ കറന്റ് ഒഴുകുകയുള്ളൂ.

പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം ഈ പ്രക്രിയയിൽ അതിന്റേതായ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുന്നു: മാസ്കിന്റെ ദ്വാരങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന ബീം ചെറുതായി വ്യതിചലിക്കുന്നു, ഒരു പോയിന്റിന് പകരം, ഒരു കുളത്തിലേക്ക് എറിയുന്ന കല്ലിൽ നിന്ന് പോലെ കേന്ദ്രീകൃത വൃത്തങ്ങളുടെ ഒരു ശ്രേണി തുറന്നുകാട്ടപ്പെടുന്നു. . ഭാഗ്യവശാൽ, ഡിഫ്രാക്ഷൻ തരംഗദൈർഘ്യവുമായി വിപരീതമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, 195 nm തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള അൾട്രാവയലറ്റ് പ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് എഞ്ചിനീയർമാർ ഇത് പ്രയോജനപ്പെടുത്തുന്നു. എന്തുകൊണ്ട് കുറഞ്ഞില്ല? ചെറിയ തരംഗത്തെ ശേഖരിക്കുന്ന ലെൻസ് വ്യതിചലിപ്പിക്കില്ല, കിരണങ്ങൾ ഫോക്കസ് ചെയ്യാതെ കടന്നുപോകും. ലെൻസിന്റെ ശേഖരണ ശേഷി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതും അസാധ്യമാണ് - ഗോളാകൃതിയിലുള്ള വ്യതിയാനം അത് അനുവദിക്കില്ല: ഓരോ കിരണവും അതിന്റേതായ പോയിന്റിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ അക്ഷത്തിലൂടെ കടന്നുപോകുകയും ഫോക്കസിംഗിനെ തടസ്സപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും.

ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി ഉപയോഗിച്ച് ചിത്രീകരിക്കാൻ കഴിയുന്ന പരമാവധി കോണ്ടൂർ വീതി 70 nm ആണ്. ഉയർന്ന മിഴിവുള്ള ചിപ്പുകൾ പല ഘട്ടങ്ങളിലായി പ്രിന്റ് ചെയ്യുന്നു: 70-നാനോമീറ്റർ രൂപരേഖകൾ പ്രയോഗിക്കുന്നു, സർക്യൂട്ട് കൊത്തിവെച്ചിരിക്കുന്നു, തുടർന്ന് അടുത്ത ഭാഗം ഒരു പുതിയ മാസ്കിലൂടെ തുറന്നുകാട്ടുന്നു.

13.5 nm തീവ്രമായ തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള പ്രകാശം ഉപയോഗിക്കുന്ന ആഴത്തിലുള്ള അൾട്രാവയലറ്റ് ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് നിലവിൽ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നത്. ഇന്റർലേയർ ഇടപെടലിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പ്രതിഫലനത്തോടുകൂടിയ വാക്വം, മൾട്ടി ലെയർ മിററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. മാസ്ക് ഒരു അർദ്ധസുതാര്യമായിരിക്കില്ല, മറിച്ച് ഒരു പ്രതിഫലന ഘടകമായിരിക്കും. കണ്ണാടികൾ അപവർത്തനത്തിന്റെ പ്രതിഭാസത്തിൽ നിന്ന് മുക്തമാണ്, അതിനാൽ അവയ്ക്ക് ഏത് തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള പ്രകാശത്തിലും പ്രവർത്തിക്കാൻ കഴിയും. എന്നാൽ ഇപ്പോൾ ഇത് ഭാവിയിൽ ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ഒരു ആശയം മാത്രമാണ്.

ഇന്ന് എങ്ങനെയാണ് പ്രോസസ്സറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നത്

30 സെന്റീമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള തികച്ചും മിനുക്കിയ വൃത്താകൃതിയിലുള്ള സിലിക്കൺ വേഫർ ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിന്റെ നേർത്ത പാളിയാൽ പൂശിയിരിക്കുന്നു. അപകേന്ദ്രബലം ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിനെ തുല്യമായി വിതരണം ചെയ്യാൻ സഹായിക്കുന്നു.

ഫ്യൂച്ചർ സർക്യൂട്ട് ഒരു മുഖംമൂടിയിലൂടെ ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിലേക്ക് തുറന്നുകാട്ടപ്പെടുന്നു. ഒരു വേഫറിൽ നിന്ന് നിരവധി ചിപ്പുകൾ നിർമ്മിക്കപ്പെടുന്നതിനാൽ ഈ പ്രക്രിയ പലതവണ ആവർത്തിക്കുന്നു.

അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണത്തിന് വിധേയമായ ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിന്റെ ഭാഗം ലയിക്കുന്നതും രാസവസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിച്ച് എളുപ്പത്തിൽ നീക്കം ചെയ്യാവുന്നതുമാണ്.

ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് സംരക്ഷിക്കാത്ത സിലിക്കൺ വേഫറിന്റെ ഭാഗങ്ങൾ രാസപരമായി കൊത്തിവച്ചതാണ്. അവയുടെ സ്ഥാനത്ത്, വിഷാദം രൂപം കൊള്ളുന്നു.

ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിന്റെ ഒരു പാളി വീണ്ടും വേഫറിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു. ഈ സമയം, അയോൺ ബോംബ്‌മെന്റിന് വിധേയമാകുന്ന പ്രദേശങ്ങളെ എക്സ്പോഷർ തുറന്നുകാട്ടുന്നു.

ഒരു വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ, അശുദ്ധമായ അയോണുകൾ മണിക്കൂറിൽ 300,000 കിലോമീറ്ററിൽ കൂടുതൽ വേഗത കൈവരിക്കുകയും സിലിക്കണിലേക്ക് തുളച്ചുകയറുകയും അർദ്ധചാലകത്തിന്റെ ഗുണങ്ങൾ നൽകുകയും ചെയ്യുന്നു.

ശേഷിക്കുന്ന ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് നീക്കം ചെയ്ത ശേഷം, പൂർത്തിയായ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ വേഫറിൽ നിലനിൽക്കും. വൈദ്യുതധാരയുടെ ഒരു പാളി മുകളിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു, അതിൽ കോൺടാക്റ്റുകൾക്കുള്ള ദ്വാരങ്ങൾ അതേ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് കൊത്തിവയ്ക്കുന്നു.

പ്ലേറ്റ് ഒരു ചെമ്പ് സൾഫേറ്റ് ലായനിയിൽ സ്ഥാപിക്കുകയും വൈദ്യുതവിശ്ലേഷണം ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ചാലക പാളി അതിൽ പ്രയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പിന്നെ മുഴുവൻ പാളിയും പൊടിക്കുന്നതിലൂടെ നീക്കം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, പക്ഷേ ദ്വാരങ്ങളിലെ കോൺടാക്റ്റുകൾ അവശേഷിക്കുന്നു.

ലോഹ "വയറുകളുടെ" ഒരു മൾട്ടി-സ്റ്റോർ നെറ്റ്‌വർക്ക് വഴി കോൺടാക്റ്റുകൾ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു. "നിലകളുടെ" എണ്ണം 20 ൽ എത്താം, കൂടാതെ പൊതു പദ്ധതികണ്ടക്ടറുകളെ പ്രോസസർ ആർക്കിടെക്ചർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഇപ്പോൾ മാത്രമാണ് പ്ലേറ്റ് പലതായി അരിഞ്ഞത് വ്യക്തിഗത ചിപ്പുകൾ. ഓരോ "ക്രിസ്റ്റലും" പരീക്ഷിക്കുകയും പിന്നീട് കോൺടാക്റ്റുകളുള്ള ഒരു ബോർഡിൽ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യുകയും ഒരു സിൽവർ റേഡിയേറ്റർ തൊപ്പി കൊണ്ട് മൂടുകയും ചെയ്യുന്നു.

13,000 ടിവികൾ

ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫിക്ക് ഒരു ബദൽ ഇലക്ട്രോലിത്തോഗ്രാഫി ആണ്, എക്സ്പോഷർ പ്രകാശം കൊണ്ടല്ല, ഇലക്ട്രോണുകൾ വഴിയാണ്, ഫോട്ടോ-റെസിസ്റ്റിലൂടെയല്ല, മറിച്ച് ഇലക്ട്രോറെസിസ്റ്റാണ്. ഇലക്ട്രോൺ ബീം 1 nm വരെ കുറഞ്ഞ വലിപ്പമുള്ള ഒരു ബിന്ദുവിലേക്ക് എളുപ്പത്തിൽ ഫോക്കസ് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. സാങ്കേതികവിദ്യ ഒരു ടെലിവിഷനിലെ കാഥോഡ് റേ ട്യൂബ് പോലെയാണ്: ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഫോക്കസ്ഡ് സ്ട്രീം കൺട്രോൾ കോയിലുകളാൽ വ്യതിചലിക്കുകയും ഒരു സിലിക്കൺ വേഫറിൽ ഒരു ചിത്രം വരയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

അടുത്ത കാലം വരെ, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുമായി മത്സരിക്കാൻ കഴിഞ്ഞില്ല പരമ്പരാഗത രീതികുറഞ്ഞ വേഗത കാരണം. ഒരു ഇലക്ട്രോറെസിസ്റ്റ് വികിരണത്തോട് പ്രതികരിക്കുന്നതിന്, അത് ഒരു യൂണിറ്റ് ഏരിയയിൽ ഒരു നിശ്ചിത എണ്ണം ഇലക്ട്രോണുകൾ സ്വീകരിക്കണം, അതിനാൽ ഒരു ബീം മികച്ച 1 cm2/h വരെ തുറന്നുകാട്ടാൻ കഴിയും. ലബോറട്ടറികളിൽ നിന്നുള്ള ഒറ്റ ഓർഡറുകൾക്ക് ഇത് സ്വീകാര്യമാണ്, എന്നാൽ വ്യവസായത്തിൽ ഇത് ബാധകമല്ല.

നിർഭാഗ്യവശാൽ, ബീം ഊർജ്ജം വർദ്ധിപ്പിച്ച് പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നത് അസാധ്യമാണ്: ചാർജുകൾ പരസ്പരം പുറന്തള്ളുന്നത് പോലെ, കറന്റ് വർദ്ധിക്കുന്നതിനനുസരിച്ച് ഇലക്ട്രോൺ ബീം വിശാലമാകും. എന്നാൽ ഒരേ സമയം നിരവധി സോണുകൾ തുറന്നുകാട്ടുന്നതിലൂടെ നിങ്ങൾക്ക് കിരണങ്ങളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. മാപ്പർ സാങ്കേതികവിദ്യയിലെന്നപോലെ പലതും 13,000 ആണെങ്കിൽ, കണക്കുകൂട്ടലുകൾ അനുസരിച്ച്, മണിക്കൂറിൽ പത്ത് പൂർണ്ണമായ ചിപ്പുകൾ അച്ചടിക്കാൻ കഴിയും.

തീർച്ചയായും, ഒരു ഉപകരണത്തിൽ 13,000 സംയോജിപ്പിക്കുക കാഥോഡ് റേ ട്യൂബുകൾഅത് അസാധ്യമായിരിക്കും. മാപ്പറിന്റെ കാര്യത്തിൽ, ഉറവിടത്തിൽ നിന്നുള്ള വികിരണം ഒരു കോളിമേറ്റർ ലെൻസിലേക്ക് നയിക്കപ്പെടുന്നു, ഇത് ഇലക്ട്രോണുകളുടെ വിശാലമായ സമാന്തര ബീം ഉണ്ടാക്കുന്നു. അതിന്റെ പാതയിൽ ഒരു അപ്പേർച്ചർ മാട്രിക്സ് നിൽക്കുന്നു, അത് 13,000 വ്യക്തിഗത കിരണങ്ങളാക്കി മാറ്റുന്നു. ബീമുകൾ ബ്ലാങ്കർ മാട്രിക്സിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു - 13,000 ദ്വാരങ്ങളുള്ള ഒരു സിലിക്കൺ വേഫർ. അവയിൽ ഓരോന്നിനും സമീപം ഒരു ഡിഫ്ലെക്ഷൻ ഇലക്ട്രോഡ് സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു. അതിൽ കറന്റ് പ്രയോഗിച്ചാൽ, ഇലക്ട്രോണുകൾ അവയുടെ ദ്വാരം "നഷ്‌ടപ്പെടുത്തുന്നു" കൂടാതെ 13,000 ബീമുകളിൽ ഒന്ന് ഓഫാകും.

ബ്ലാങ്കറുകൾ കടന്നതിനുശേഷം, കിരണങ്ങൾ ഡിഫ്ലെക്ടറുകളുടെ ഒരു മാട്രിക്സിലേക്ക് നയിക്കപ്പെടുന്നു, അവയിൽ ഓരോന്നിനും അതിന്റെ ബീമിനെ പ്ലേറ്റിന്റെ ചലനവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ വലത്തോട്ടോ ഇടത്തോട്ടോ രണ്ട് മൈക്രോണുകളെ വ്യതിചലിപ്പിക്കാൻ കഴിയും (അതിനാൽ മാപ്പർ ഇപ്പോഴും 13,000 പിക്ചർ ട്യൂബുകളോട് സാമ്യമുള്ളതാണ്). അവസാനമായി, ഓരോ ബീമും അതിന്റേതായ മൈക്രോലെൻസുകളാൽ കൂടുതൽ ഫോക്കസ് ചെയ്യുകയും തുടർന്ന് ഒരു ഇലക്ട്രോറെസിസ്റ്റിലേക്ക് നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇന്നുവരെ, ഫ്രഞ്ച് മൈക്രോ ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് ഗവേഷണ സ്ഥാപനമായ സിഇഎ-ലെറ്റിയിലും മുൻനിര മാർക്കറ്റ് കളിക്കാർക്കായി (ആപ്പിൾ ഐഫോൺ 6 എസ് ഉൾപ്പെടെ) മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്ന ടിഎസ്‌എംസിയിലും മാപ്പർ സാങ്കേതികവിദ്യ പരീക്ഷിച്ചു. പ്രധാന ഘടകങ്ങൾസിലിക്കൺ ഇലക്ട്രോണിക് ലെൻസുകൾ ഉൾപ്പെടെയുള്ള സംവിധാനങ്ങൾ മോസ്കോ പ്ലാന്റിൽ നിർമ്മിക്കുന്നു.

മാപ്പർ സാങ്കേതികവിദ്യഗവേഷണ ലബോറട്ടറികൾക്കും ചെറുകിട (സൈനിക ഉൾപ്പെടെ) ഉൽപ്പാദനത്തിനും മാത്രമല്ല, വലിയ കളിക്കാർക്കും പുതിയ സാധ്യതകൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു. നിലവിൽ, പുതിയ പ്രോസസറുകളുടെ പ്രോട്ടോടൈപ്പുകൾ പരീക്ഷിക്കുന്നതിന്, വൻതോതിലുള്ള ഉൽപ്പാദനത്തിന് സമാനമായ ഫോട്ടോ മാസ്കുകൾ നിർമ്മിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. സർക്യൂട്ടുകളുടെ പ്രോട്ടോടൈപ്പ് ചെയ്യാനുള്ള കഴിവ് താരതമ്യേന വേഗത്തിൽ വികസന ചെലവ് കുറയ്ക്കുക മാത്രമല്ല, ഈ മേഖലയിലെ പുരോഗതി ത്വരിതപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യും. അത് ആത്യന്തികമായി ഇലക്ട്രോണിക്സിന്റെ ബഹുജന ഉപഭോക്താവിന്, അതായത് നമുക്കെല്ലാവർക്കും പ്രയോജനം ചെയ്യുന്നു.

വിശ്വസിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്, എന്നാൽ ആധുനിക പ്രോസസ്സർ ഏറ്റവും സങ്കീർണ്ണമാണ് പൂർത്തിയായ ഉൽപ്പന്നംഭൂമിയിൽ - പക്ഷേ, തോന്നും, ഈ ഇരുമ്പ് കഷണത്തിൽ എന്താണ് സങ്കീർണ്ണമായത്?

അതിനാൽ, ഒരു പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് പ്രോസസ്സറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ഒരു ഫാക്ടറി നിർമ്മിക്കപ്പെടുമ്പോൾ, നിക്ഷേപം (5 ബില്യൺ ഡോളറിലധികം) തിരിച്ചുപിടിക്കാനും ലാഭമുണ്ടാക്കാനും 4 വർഷമുണ്ട്.

ലളിതമായ രഹസ്യ കണക്കുകൂട്ടലുകളിൽ നിന്ന്, ഫാക്ടറി മണിക്കൂറിൽ കുറഞ്ഞത് 100 വർക്കിംഗ് വേഫറുകളെങ്കിലും നിർമ്മിക്കണമെന്ന് മാറുന്നു.

ചുരുക്കത്തിൽ, ഒരു പ്രോസസർ നിർമ്മിക്കുന്ന പ്രക്രിയ ഇതുപോലെ കാണപ്പെടുന്നു: പ്രത്യേക ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഉരുകിയ സിലിക്കണിൽ നിന്ന് ഒരു സിലിണ്ടർ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർത്തുന്നു.

തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഇംഗോട്ട് തണുപ്പിച്ച് "പാൻകേക്കുകളായി" മുറിക്കുന്നു, അതിന്റെ ഉപരിതലം ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം നിരപ്പാക്കുകയും ഒരു മിറർ ഷൈനിലേക്ക് മിനുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

തുടർന്ന്, അർദ്ധചാലക ഫാക്ടറികളിലെ "വൃത്തിയുള്ള മുറികളിൽ", ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫിയും എച്ചിംഗും ഉപയോഗിച്ച് സിലിക്കൺ വേഫറുകളിൽ ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു.

വേഫറുകൾ വീണ്ടും വൃത്തിയാക്കിയ ശേഷം, ലബോറട്ടറി സ്പെഷ്യലിസ്റ്റുകൾ മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ പ്രോസസ്സറുകളുടെ ക്രമരഹിതമായ പരിശോധന നടത്തുന്നു - എല്ലാം "ശരി" ആണെങ്കിൽ, പൂർത്തിയായ വേഫറുകൾ മുറിക്കുന്നു. പ്രത്യേക പ്രോസസ്സറുകൾ, അവ പിന്നീട് കേസുകളിൽ ഉൾപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.

രസതന്ത്ര പാഠങ്ങൾ

മുഴുവൻ പ്രക്രിയയും കൂടുതൽ വിശദമായി നോക്കാം. ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിലെ സിലിക്കൺ ഉള്ളടക്കം ഭാരം അനുസരിച്ച് ഏകദേശം 25-30% ആണ്, ഈ മൂലകത്തെ ഓക്സിജൻ കഴിഞ്ഞാൽ സമൃദ്ധമായി രണ്ടാം സ്ഥാനത്തെത്തിക്കുന്നു.

മണൽ, പ്രത്യേകിച്ച് ക്വാർട്സ് മണൽ, സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ് (SiO2) രൂപത്തിൽ ഉയർന്ന ശതമാനം സിലിക്കൺ ഉണ്ട്, നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയുടെ തുടക്കത്തിൽ അർദ്ധചാലകങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള അടിസ്ഥാന ഘടകമാണിത്.

തുടക്കത്തിൽ, SiO 2 മണലിന്റെ രൂപത്തിലാണ് എടുക്കുന്നത്, ഇത് ആർക്ക് ഫർണസുകളിൽ കോക്ക് ഉപയോഗിച്ച് കുറയ്ക്കുന്നു (ഏകദേശം 1800 ° C താപനിലയിൽ):

ഇത്തരത്തിലുള്ള സിലിക്കണിനെ വിളിക്കുന്നു " സാങ്കേതികമായ"ഒപ്പം 98-99.9% പരിശുദ്ധി ഉണ്ട്. നിർമ്മാണ പ്രോസസ്സറുകൾക്ക് "" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന കൂടുതൽ ശുദ്ധമായ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ആവശ്യമാണ്. ഇലക്ട്രോണിക് സിലിക്കൺ"- ഇതിൽ ഒരു ബില്യൺ സിലിക്കൺ ആറ്റങ്ങളിൽ ഒന്നിൽ കൂടുതൽ വിദേശ ആറ്റങ്ങൾ അടങ്ങിയിരിക്കരുത്.

ഈ നിലയിലേക്ക് ശുദ്ധീകരിക്കുന്നതിന്, സിലിക്കൺ അക്ഷരാർത്ഥത്തിൽ "വീണ്ടും ജനിക്കുന്നു". സാങ്കേതിക സിലിക്കൺ ക്ലോറിനേറ്റ് ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, സിലിക്കൺ ടെട്രാക്ലോറൈഡ് (SiCl 4) ലഭിക്കുന്നു, അത് പിന്നീട് ട്രൈക്ലോറോസിലേൻ (SiHCl 3) ആയി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടുന്നു:

3SiCl 4 + 2H 2 + Si ↔ 4SiHCl 3

ഈ പ്രതികരണങ്ങൾ, ഫലമായുണ്ടാകുന്ന സിലിക്കൺ അടങ്ങിയ ഉപോൽപ്പന്നങ്ങളുടെ പുനരുപയോഗം ഉപയോഗിച്ച്, ചെലവ് കുറയ്ക്കുകയും പാരിസ്ഥിതിക പ്രശ്നങ്ങൾ ഇല്ലാതാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു:

2SiHCl 3 ↔ SiH 2 Cl 2 + SiCl 4
2SiH 2 Cl 2 ↔ SiH 3 Cl + SiHCl 3
2SiH 3 Cl ↔ SiH 4 + SiH 2 Cl 2
SiH 4 ↔ Si + 2H 2

തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഹൈഡ്രജൻ പല സ്ഥലങ്ങളിലും ഉപയോഗിക്കാം, എന്നാൽ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട കാര്യം "ഇലക്ട്രോണിക്" സിലിക്കൺ, ശുദ്ധമായ, വളരെ ശുദ്ധമായ (99.9999999%) ലഭിച്ചു എന്നതാണ്. കുറച്ച് കഴിഞ്ഞ്, ഒരു വിത്ത് ("വളർച്ച പോയിന്റ്") അത്തരം സിലിക്കണിന്റെ ഉരുകിലേക്ക് താഴ്ത്തുന്നു, അത് ക്രൂസിബിളിൽ നിന്ന് ക്രമേണ പുറത്തെടുക്കുന്നു.

തൽഫലമായി, "ബൗൾ" എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു ക്രിസ്റ്റൽ രൂപം കൊള്ളുന്നു - മുതിർന്നവരെപ്പോലെ ഉയരമുള്ള ഒരൊറ്റ ക്രിസ്റ്റൽ. ഭാരം ഉചിതമാണ് - ഉൽപാദനത്തിൽ അത്തരമൊരു കഷണം 100 കിലോഗ്രാം ഭാരം വരും.

ഇൻഗോട്ട് ഒരു "പൂജ്യം" ഉപയോഗിച്ച് മണൽത്തിട്ടുന്നു :) ഒരു ഡയമണ്ട് സോ ഉപയോഗിച്ച് മുറിക്കുക. ഏകദേശം 1 mm കനവും 300 mm വ്യാസവുമുള്ള (~12 ഇഞ്ച്; HKMG, High-K/Metal Gate സാങ്കേതികവിദ്യയുള്ള 32nm പ്രോസസ്സിന് ഉപയോഗിക്കുന്നവയാണ് ഇവ) വേഫറുകളാണ് ("വേഫർ" എന്ന കോഡ്നാമം) ഔട്ട്‌പുട്ട്.

ഒരു കാലത്ത്, ഇന്റൽ 50 എംഎം (2") വ്യാസമുള്ള ഡിസ്കുകൾ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു, സമീപഭാവിയിൽ അവർ ഇതിനകം തന്നെ 450 എംഎം വ്യാസമുള്ള വേഫറുകളിലേക്ക് മാറാൻ പദ്ധതിയിടുന്നു - ഇത് കുറയ്ക്കുന്നതിന്റെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്നെങ്കിലും ന്യായീകരിക്കപ്പെടുന്നു. ചിപ്പുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ചെലവ്. സമ്പാദ്യത്തെക്കുറിച്ച് പറയുകയാണെങ്കിൽ - ഈ പരലുകളെല്ലാം ഇന്റലിന് പുറത്ത് വളരുന്നതാണ്; പ്രോസസ്സർ നിർമ്മാണത്തിനായി അവ മറ്റെവിടെയെങ്കിലും വാങ്ങുന്നു.

ഓരോ പ്ലേറ്റും മിനുക്കിയിരിക്കുന്നു, തികച്ചും മിനുസമാർന്നതാണ്, അതിന്റെ ഉപരിതലം ഒരു മിറർ ഷൈനിലേക്ക് കൊണ്ടുവരുന്നു.

ചിപ്പ് ഉത്പാദനം മുന്നൂറിലധികം പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി 20 ലധികം പാളികൾ സങ്കീർണ്ണമായ ത്രിമാന ഘടന ഉണ്ടാക്കുന്നു. ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട ഘട്ടങ്ങളിൽ നമുക്ക് വളരെ ചുരുക്കമായി താമസിക്കാം.

അങ്ങനെ. ഭാവിയിലെ പ്രോസസറിന്റെ ഘടന മിനുക്കിയ സിലിക്കൺ വേഫറുകളിലേക്ക് മാറ്റേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, അതായത്, സിലിക്കൺ വേഫറിന്റെ ചില ഭാഗങ്ങളിൽ മാലിന്യങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കുക, അത് ആത്യന്തികമായി ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളായി മാറുന്നു. ഇത് എങ്ങനെ ചെയ്യാം?

പൊതുവേ, ഒരു പ്രോസസ്സർ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലേക്ക് വിവിധ പാളികൾ പ്രയോഗിക്കുന്നത് ഒരു മുഴുവൻ ശാസ്ത്രമാണ്, കാരണം സിദ്ധാന്തത്തിൽ പോലും അത്തരമൊരു പ്രക്രിയ ലളിതമല്ല.

ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി

ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് പ്രശ്നം പരിഹരിക്കപ്പെടുന്നു - ഒരു സംരക്ഷിത ഫോട്ടോമാസ്ക് ഉപയോഗിച്ച് ഉപരിതല പാളി തിരഞ്ഞെടുത്ത് കൊത്തുപണി ചെയ്യുന്ന പ്രക്രിയ. സാങ്കേതികവിദ്യ "ലൈറ്റ്-ടെംപ്ലേറ്റ്-ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ്" തത്വത്തിൽ നിർമ്മിച്ചതാണ്, ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ തുടരുന്നു:

- മെറ്റീരിയലിന്റെ ഒരു പാളി സിലിക്കൺ അടിവസ്ത്രത്തിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു, അതിൽ നിന്ന് ഒരു പാറ്റേൺ രൂപപ്പെടണം. അത് അതിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ്- പോളിമർ ലൈറ്റ് സെൻസിറ്റീവ് മെറ്റീരിയലിന്റെ ഒരു പാളി, പ്രകാശം ഉപയോഗിച്ച് വികിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ അതിന്റെ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങൾ മാറ്റുന്നു.
- ഉല്പാദനത്തിൽ സമ്പർക്കം(കൃത്യമായി സജ്ജീകരിച്ച സമയത്തേക്ക് ഫോട്ടോ ലെയറിന്റെ പ്രകാശം) ഒരു ഫോട്ടോ മാസ്കിലൂടെ
- ചെലവഴിച്ച ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് നീക്കംചെയ്യൽ.

ആവശ്യമുള്ള ഘടന ഒരു ഫോട്ടോമാസ്കിൽ വരച്ചിരിക്കുന്നു - ചട്ടം പോലെ, ഇത് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗ്ലാസിന്റെ ഒരു പ്ലേറ്റാണ്, അതിൽ അതാര്യമായ പ്രദേശങ്ങൾ ഫോട്ടോഗ്രാഫിക്കായി പ്രയോഗിക്കുന്നു. അത്തരം ഓരോ ടെംപ്ലേറ്റിലും ഭാവി പ്രൊസസറിന്റെ പാളികളിൽ ഒന്ന് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, അതിനാൽ ഇത് വളരെ കൃത്യവും പ്രായോഗികവുമായിരിക്കണം.

ചിലപ്പോൾ ചില മെറ്റീരിയലുകൾ പ്ലേറ്റിലെ ശരിയായ സ്ഥലങ്ങളിൽ നിക്ഷേപിക്കുന്നത് അസാധ്യമാണ്, അതിനാൽ മെറ്റീരിയൽ മുഴുവൻ ഉപരിതലത്തിലും ഒരേസമയം പ്രയോഗിക്കുന്നത് വളരെ എളുപ്പമാണ്, ആവശ്യമില്ലാത്ത സ്ഥലങ്ങളിൽ നിന്ന് അധികമായി നീക്കംചെയ്യുന്നു - മുകളിലുള്ള ചിത്രം കാണിക്കുന്നു നീല നിറത്തിലുള്ള ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിന്റെ പ്രയോഗം.

അയോണുകളുടെ ഒരു സ്ട്രീം (പോസിറ്റീവ് അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് ചാർജുള്ള ആറ്റങ്ങൾ) ഉപയോഗിച്ച് വേഫർ വികിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, ഇത് നിർദ്ദിഷ്ട സ്ഥലങ്ങളിൽ വേഫറിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ തുളച്ചുകയറുകയും സിലിക്കണിന്റെ ചാലക ഗുണങ്ങളെ മാറ്റുകയും ചെയ്യുന്നു (പച്ച പ്രദേശങ്ങളിൽ ഉൾച്ചേർത്ത വിദേശ ആറ്റങ്ങളാണ്).

കൂടുതൽ ചികിത്സ ആവശ്യമില്ലാത്ത പ്രദേശങ്ങൾ എങ്ങനെ വേർതിരിച്ചെടുക്കാം?

ലിത്തോഗ്രാഫിക്ക് മുമ്പ്, സിലിക്കൺ വേഫറിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ (ഒരു പ്രത്യേക അറയിലെ ഉയർന്ന താപനിലയിൽ) ഡൈഇലക്ട്രിക് ഒരു സംരക്ഷിത ഫിലിം പ്രയോഗിക്കുന്നു - ഞാൻ ഇതിനകം പറഞ്ഞതുപോലെ, പരമ്പരാഗത സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന് പകരം, ഇന്റൽ ഹൈ-കെ ഡൈഇലക്ട്രിക് ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങി.

ഇത് സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിനേക്കാൾ കട്ടിയുള്ളതാണ്, എന്നാൽ അതേ സമയം ഇതിന് ഒരേ കപ്പാസിറ്റീവ് ഗുണങ്ങളുണ്ട്. മാത്രമല്ല, കനം വർദ്ധിക്കുന്നതിനാൽ, വൈദ്യുതചാലിലൂടെയുള്ള ലീക്കേജ് കറന്റ് കുറയുന്നു, തൽഫലമായി, കൂടുതൽ ഊർജ്ജ-കാര്യക്ഷമമായ പ്രോസസ്സറുകൾ നേടുന്നത് സാധ്യമായി.

പൊതുവേ, പ്ലേറ്റിന്റെ മുഴുവൻ ഉപരിതലത്തിലും ഈ ഫിലിമിന്റെ ഏകത ഉറപ്പാക്കുന്നത് വളരെ ബുദ്ധിമുട്ടാണ് - ഇതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട്, ഉൽപാദനത്തിൽ ഉയർന്ന കൃത്യതയുള്ള താപനില നിയന്ത്രണം ഉപയോഗിക്കുന്നു.

അതുകൊണ്ട് ഇതാ. മാലിന്യങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സിക്കുന്ന സ്ഥലങ്ങളിൽ, ഒരു സംരക്ഷിത ഫിലിം ആവശ്യമില്ല - ഇത് എച്ചിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് ശ്രദ്ധാപൂർവ്വം നീക്കംചെയ്യുന്നു (ചില ഗുണങ്ങളുള്ള ഒരു മൾട്ടി ലെയർ ഘടന രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന് ലെയറിന്റെ ഭാഗങ്ങൾ നീക്കംചെയ്യുന്നു).

എല്ലായിടത്തും അല്ല, ശരിയായ പ്രദേശങ്ങളിൽ മാത്രം എങ്ങനെ നീക്കംചെയ്യാം? ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ഫിലിമിന്റെ മുകളിൽ ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിന്റെ മറ്റൊരു പാളി പ്രയോഗിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ് - കറങ്ങുന്ന പ്ലേറ്റിന്റെ അപകേന്ദ്രബലം കാരണം, ഇത് വളരെ നേർത്ത പാളിയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു.

ഫോട്ടോഗ്രാഫിയിൽ, പ്രകാശം നെഗറ്റീവ് ഫിലിമിലൂടെ കടന്നുപോയി, ഫോട്ടോഗ്രാഫിക് പേപ്പറിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ തട്ടി അതിന്റെ രാസ ഗുണങ്ങൾ മാറ്റി. ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫിയിൽ, തത്വം സമാനമാണ്: പ്രകാശം ഒരു ഫോട്ടോമാസ്കിലൂടെ ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിലേക്ക് കടത്തിവിടുന്നു, കൂടാതെ അത് മാസ്കിലൂടെ കടന്നുപോകുന്ന സ്ഥലങ്ങളിൽ, ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിന്റെ വ്യക്തിഗത വിഭാഗങ്ങൾ ഗുണങ്ങൾ മാറ്റുന്നു. ലൈറ്റ് റേഡിയേഷൻ മാസ്കുകൾ വഴി കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അത് അടിവസ്ത്രത്തിൽ കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.

കൃത്യമായ ഫോക്കസിംഗിനായി, ലെൻസുകളുടെയോ മിററുകളുടെയോ ഒരു പ്രത്യേക സംവിധാനം ആവശ്യമാണ്, ഇത് മാസ്കിൽ മുറിച്ച ചിത്രത്തെ ചിപ്പിന്റെ വലുപ്പത്തിലേക്ക് കുറയ്ക്കുക മാത്രമല്ല, വർക്ക്പീസിൽ കൃത്യമായി പ്രൊജക്റ്റ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യും. അച്ചടിച്ച വേഫറുകൾ സാധാരണയായി മാസ്കുകളേക്കാൾ നാലിരട്ടി ചെറുതാണ്.

ചെലവഴിച്ച എല്ലാ ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റുകളും (ഇത് വികിരണത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ അതിന്റെ ലായകത മാറ്റി) ഒരു പ്രത്യേക രാസ ലായനി ഉപയോഗിച്ച് നീക്കംചെയ്യുന്നു - അതോടൊപ്പം, പ്രകാശിത ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിനു കീഴിലുള്ള അടിവസ്ത്രത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗവും അലിഞ്ഞുചേരുന്നു. മാസ്ക് മുഖേന വെളിച്ചത്തിൽ നിന്ന് സംരക്ഷിച്ചിരിക്കുന്ന അടിവസ്ത്രത്തിന്റെ ഭാഗം അലിഞ്ഞുപോകില്ല.

അവൾ ഒരു കണ്ടക്ടർ അല്ലെങ്കിൽ ഭാവി രൂപീകരിക്കുന്നു സജീവ ഘടകം- ഈ സമീപനത്തിന്റെ ഫലം മൈക്രോപ്രൊസസറിന്റെ ഓരോ പാളിയിലും വ്യത്യസ്ത സർക്യൂട്ട് പാറ്റേണുകളാണ്.

വാസ്തവത്തിൽ, ഒരു ദാതാവ് (എൻ-ടൈപ്പ്) അല്ലെങ്കിൽ സ്വീകർത്താവ് (പി-ടൈപ്പ്) അശുദ്ധി അവതരിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് ആവശ്യമായ സ്ഥലങ്ങളിൽ അർദ്ധചാലക ഘടനകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് മുമ്പത്തെ എല്ലാ ഘട്ടങ്ങളും ആവശ്യമായിരുന്നു.

സിലിക്കണിൽ പി-ടൈപ്പ് കാരിയറുകളുടെ സാന്ദ്രതയുടെ ഒരു മേഖല സൃഷ്ടിക്കേണ്ടതുണ്ടെന്ന് നമുക്ക് പറയാം, അതായത്, ഒരു ദ്വാര ചാലക മേഖല. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ഒരു ഇംപ്ലാന്റർ എന്ന ഉപകരണം ഉപയോഗിച്ച് വേഫർ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നു - വലിയ ഊർജ്ജമുള്ള ബോറോൺ അയോണുകൾ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ആക്സിലറേറ്ററിൽ നിന്ന് പുറന്തള്ളുകയും ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി സമയത്ത് രൂപം കൊള്ളുന്ന സുരക്ഷിതമല്ലാത്ത മേഖലകളിൽ തുല്യമായി വിതരണം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഡൈഇലക്ട്രിക് നീക്കം ചെയ്തിടത്ത്, അയോണുകൾ സുരക്ഷിതമല്ലാത്ത സിലിക്കണിന്റെ പാളിയിലേക്ക് തുളച്ചുകയറുന്നു - അല്ലാത്തപക്ഷം അവ വൈദ്യുതചാലകത്തിൽ "കുടുങ്ങി". അടുത്ത എച്ചിംഗ് പ്രക്രിയയ്ക്ക് ശേഷം, ശേഷിക്കുന്ന വൈദ്യുത പദാർത്ഥം നീക്കംചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ പ്രാദേശിക ബോറോൺ ഉള്ള പ്ലേറ്റിൽ സോണുകൾ നിലനിൽക്കും.

എന്ന് വ്യക്തമാണ് ആധുനിക പ്രോസസ്സറുകൾഅത്തരം നിരവധി പാളികൾ ഉണ്ടാകാം - ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഡ്രോയിംഗിൽ ഒരു വൈദ്യുത പാളി വീണ്ടും വളരുന്നു, തുടർന്ന് എല്ലാം നന്നായി ചവിട്ടിയ പാത പിന്തുടരുന്നു - ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിന്റെ മറ്റൊരു പാളി, ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി പ്രക്രിയ (ഒരു പുതിയ മാസ്ക് ഉപയോഗിച്ച്), എച്ചിംഗ്, ഇംപ്ലാന്റേഷൻ. .. ശരി, നിങ്ങൾക്ക് ആശയം മനസ്സിലായി.

ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ സ്വഭാവ വലുപ്പം ഇപ്പോൾ 32 nm ആണ്, കൂടാതെ സിലിക്കൺ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്ന തരംഗദൈർഘ്യം സാധാരണ പ്രകാശം പോലുമല്ല, മറിച്ച് ഒരു പ്രത്യേക അൾട്രാവയലറ്റ് എക്സൈമർ ലേസർ - 193 nm ആണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഒപ്റ്റിക്സ് നിയമങ്ങൾ പകുതി തരംഗദൈർഘ്യത്തിൽ താഴെയുള്ള രണ്ട് വസ്തുക്കളെ പരിഹരിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നില്ല. പ്രകാശത്തിന്റെ വ്യതിചലനം മൂലമാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്. ഞാൻ എന്ത് ചെയ്യണം?

വിവിധ തന്ത്രങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുക - ഉദാഹരണത്തിന്, അൾട്രാവയലറ്റ് സ്പെക്ട്രത്തിൽ വളരെ തിളങ്ങുന്ന സൂചിപ്പിച്ച എക്സൈമർ ലേസറുകൾക്ക് പുറമേ, ആധുനിക ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി പ്രത്യേക മാസ്കുകളും ഒരു പ്രത്യേക ഇമ്മർഷൻ (സബ്മെർസിബിൾ) ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫിയും ഉപയോഗിച്ച് മൾട്ടി ലെയർ റിഫ്ലക്റ്റീവ് ഒപ്റ്റിക്സ് ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി പ്രക്രിയയിൽ രൂപപ്പെടുന്ന ലോജിക് ഘടകങ്ങൾ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കണം. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, പ്ലേറ്റുകൾ ചെമ്പ് സൾഫേറ്റിന്റെ ഒരു ലായനിയിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, അതിൽ ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ ലോഹ ആറ്റങ്ങൾ ശേഷിക്കുന്ന "പാസുകളിൽ" "അധിവസിക്കുന്നു" - ഈ ഗാൽവാനിക് പ്രക്രിയയുടെ ഫലമായി, ചാലക പ്രദേശങ്ങൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു. , തമ്മിൽ കണക്ഷനുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു പ്രത്യേക ഭാഗങ്ങളിൽപ്രോസസ്സർ "ലോജിക്".

പോളിഷിംഗ് വഴി അധിക ചാലക കോട്ടിംഗ് നീക്കംചെയ്യുന്നു.

ഏറ്റവും കഠിനമായ ഭാഗം അവസാനിച്ചു. ഇടത്തെ തന്ത്രപരമായ രീതിയിൽട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ "അവശിഷ്ടങ്ങൾ" ബന്ധിപ്പിക്കുക - ഈ എല്ലാ കണക്ഷനുകളുടെയും (ബസുകൾ) തത്വവും ക്രമവും പ്രോസസർ ആർക്കിടെക്ചർ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ഈ കണക്ഷനുകൾ ഓരോ പ്രോസസറിനും വ്യത്യസ്തമാണ് - സർക്യൂട്ടുകൾ പൂർണ്ണമായും പരന്നതായി തോന്നുമെങ്കിലും, ചില സന്ദർഭങ്ങളിൽ അത്തരം "വയറുകളുടെ" 30 ലെവലുകൾ വരെ ഉപയോഗിക്കാം.

വിദൂരമായി (വളരെ കൂടെ ഉയർന്ന മാഗ്നിഫിക്കേഷൻ) ഇതെല്ലാം ഒരു ഭാവി റോഡ് ജംഗ്ഷൻ പോലെ തോന്നുന്നു - ആരോ ഈ കുരുക്കുകൾ രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുന്നു!

വേഫർ പ്രോസസ്സിംഗ് പൂർത്തിയാകുമ്പോൾ, വേഫറുകൾ നിർമ്മാണത്തിൽ നിന്ന് അസംബ്ലിയിലേക്കും ടെസ്റ്റിംഗ് ഷോപ്പിലേക്കും മാറ്റുന്നു. അവിടെ, പരലുകൾ ആദ്യ പരിശോധനകൾക്ക് വിധേയമാകുന്നു, കൂടാതെ ടെസ്റ്റ് വിജയിക്കുന്നവ (ഇത് ബഹുഭൂരിപക്ഷവും) ഒരു പ്രത്യേക ഉപകരണം ഉപയോഗിച്ച് അടിവസ്ത്രത്തിൽ നിന്ന് മുറിക്കുന്നു.

അടുത്ത ഘട്ടത്തിൽ, പ്രോസസർ ഒരു സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലേക്ക് പാക്കേജുചെയ്‌തു (ചിത്രത്തിൽ - ഒരു സിപിയുവും എച്ച്ഡി ഗ്രാഫിക്‌സ് ചിപ്പും അടങ്ങുന്ന ഒരു ഇന്റൽ കോർ ഐ 5 പ്രോസസർ).

സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ്, ക്രിസ്റ്റൽ, ഹീറ്റ് ഡിസ്ട്രിബ്യൂഷൻ കവർ എന്നിവ ഒരുമിച്ച് ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു - “പ്രോസസർ” എന്ന വാക്ക് പറയുമ്പോൾ ഞങ്ങൾ അർത്ഥമാക്കുന്നത് ഇതാണ്.

ഗ്രീൻ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഒരു ഇലക്ട്രിക്കൽ, മെക്കാനിക്കൽ ഇന്റർഫേസ് സൃഷ്ടിക്കുന്നു (സിലിക്കൺ ചിപ്പിനെ ശരീരവുമായി വൈദ്യുതമായി ബന്ധിപ്പിക്കാൻ സ്വർണ്ണം ഉപയോഗിക്കുന്നു), അതിന് നന്ദി സാധ്യമായ ഇൻസ്റ്റാളേഷൻമദർബോർഡ് സോക്കറ്റിലേക്ക് പ്രോസസ്സർ - വാസ്തവത്തിൽ, ഇത് ഒരു ചെറിയ ചിപ്പിൽ നിന്നുള്ള കോൺടാക്റ്റുകൾ റൂട്ട് ചെയ്യുന്ന ഒരു പ്ലാറ്റ്ഫോം മാത്രമാണ്.

പ്രവർത്തന സമയത്ത് പ്രോസസ്സറിനെ തണുപ്പിക്കുന്ന ഒരു താപ ഇന്റർഫേസാണ് താപ വിതരണ കവർ - ഈ കവറിലാണ് തണുപ്പിക്കൽ സംവിധാനം ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നത്, അത് ഒരു കൂളർ റേഡിയേറ്ററോ ആരോഗ്യകരമായ വാട്ടർ ബ്ലോക്കോ ആകട്ടെ.

സോക്കറ്റ് (സിപിയു കണക്ടർ) ഒരു സെൻട്രൽ പ്രോസസർ ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യുന്നതിനായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത ഒരു സോക്കറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ സ്ലോട്ട് കണക്റ്റർ ആണ്.

പ്രോസസർ നേരിട്ട് മദർബോർഡിലേക്ക് സോൾഡർ ചെയ്യുന്നതിന് പകരം ഒരു സോക്കറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നത് നിങ്ങളുടെ കമ്പ്യൂട്ടർ അപ്‌ഗ്രേഡ് ചെയ്യുന്നതിനോ റിപ്പയർ ചെയ്യുന്നതിനോ പ്രോസസ്സർ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുന്നത് എളുപ്പമാക്കുന്നു.

കണക്റ്റർ പ്രോസസ്സർ തന്നെ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു സിപിയു കാർഡ് ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാൻ ഉദ്ദേശിച്ചുള്ളതാണ് (ഉദാഹരണത്തിന്, പെഗാസോസിൽ). ഓരോ സ്ലോട്ടും ഒരു പ്രത്യേക തരം പ്രോസസർ അല്ലെങ്കിൽ CPU കാർഡ് ഇൻസ്റ്റാൾ ചെയ്യാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

ഉത്പാദനത്തിന്റെ അവസാന ഘട്ടത്തിൽ റെഡിമെയ്ഡ് പ്രോസസ്സറുകൾഅടിസ്ഥാന സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ പാലിക്കുന്നുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ അന്തിമ പരിശോധനകൾക്ക് വിധേയമാക്കുക - എല്ലാം ക്രമത്തിലാണെങ്കിൽ, പ്രോസസ്സറുകൾ ആവശ്യമായ ക്രമത്തിൽ പ്രത്യേക ട്രേകളിലേക്ക് അടുക്കുന്നു - ഈ രൂപത്തിൽ പ്രോസസ്സറുകൾ നിർമ്മാതാക്കളിലേക്ക് പോകും അല്ലെങ്കിൽ OEM വിൽപ്പനയ്ക്ക് പോകും.

മറ്റൊരു ബാച്ച് ബോക്സ് പതിപ്പുകളായി വിൽക്കും - സ്റ്റോക്ക് കൂളിംഗ് സിസ്റ്റത്തിനൊപ്പം മനോഹരമായ ഒരു ബോക്സിൽ.

ഇപ്പോൾ ഒരു കമ്പനി പ്രഖ്യാപിക്കുന്നത് സങ്കൽപ്പിക്കുക, ഉദാഹരണത്തിന്, 20 പുതിയ പ്രോസസ്സറുകൾ. അവയെല്ലാം വ്യത്യസ്തമാണ് - കോറുകളുടെ എണ്ണം, കാഷെ വലുപ്പങ്ങൾ, പിന്തുണയ്‌ക്കുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യകൾ...

ഓരോ പ്രോസസർ മോഡലും ഒരു നിശ്ചിത എണ്ണം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു (ദശലക്ഷക്കണക്കിന്, ബില്യൺ കണക്കിന്), ഘടകങ്ങൾ ബന്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള അതിന്റേതായ തത്വം... കൂടാതെ ഇതെല്ലാം രൂപകൽപ്പന ചെയ്യുകയും സൃഷ്ടിക്കുകയും/ഓട്ടോമേറ്റ് ചെയ്യുകയും വേണം - ടെംപ്ലേറ്റുകൾ, ലെൻസുകൾ, ലിത്തോഗ്രാഫുകൾ, ഓരോ പ്രക്രിയയ്ക്കും നൂറുകണക്കിന് പാരാമീറ്ററുകൾ , ടെസ്റ്റിംഗ്...

ഇതെല്ലാം ഒരേസമയം നിരവധി ഫാക്ടറികളിൽ മുഴുവൻ സമയവും പ്രവർത്തിക്കണം ...

തൽഫലമായി, പ്രവർത്തനത്തിൽ പിശകിന് ഇടമില്ലാത്ത ഉപകരണങ്ങൾ ദൃശ്യമാകണം, കൂടാതെ ഈ സാങ്കേതിക മാസ്റ്റർപീസുകളുടെ വില മാന്യതയുടെ പരിധിക്കുള്ളിലായിരിക്കണം.

എങ്ങനെയാണ് മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നത്?

ഈ രണ്ട് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രധാന വ്യത്യാസം എന്താണെന്ന് മനസിലാക്കാൻ, ആധുനിക പ്രോസസ്സറുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യയിലേക്ക് ഒരു ഹ്രസ്വ വിനോദയാത്ര നടത്തേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.

സ്കൂൾ ഫിസിക്സ് കോഴ്സിൽ നിന്ന് അറിയപ്പെടുന്നതുപോലെ, ഇൻ ആധുനിക ഇലക്ട്രോണിക്സ്ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ പ്രധാന ഘടകങ്ങൾ പി-ടൈപ്പ്, എൻ-ടൈപ്പ് അർദ്ധചാലകങ്ങളാണ് (ചാലകതയുടെ തരം അനുസരിച്ച്). ഒരു അർദ്ധചാലകം ഒരു പദാർത്ഥമാണ്, അതിന്റെ ചാലകത ഡൈഇലക്ട്രിക്സിനേക്കാൾ മികച്ചതാണ്, എന്നാൽ ലോഹങ്ങളേക്കാൾ താഴ്ന്നതാണ്. രണ്ട് തരത്തിലുള്ള അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെയും അടിസ്ഥാനം സിലിക്കൺ (Si) ആകാം ശുദ്ധമായ രൂപം(ആന്തരിക അർദ്ധചാലകമെന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്നവ) വൈദ്യുത പ്രവാഹം നന്നായി നടത്തുന്നില്ല, എന്നാൽ ഒരു നിശ്ചിത അശുദ്ധി സിലിക്കണിലേക്ക് ചേർക്കുന്നത് (ആമുഖം) അതിന്റെ ചാലക ഗുണങ്ങളെ സമൂലമായി മാറ്റും. രണ്ട് തരത്തിലുള്ള മാലിന്യങ്ങളുണ്ട്: ദാതാവ്, സ്വീകരിക്കുന്നവൻ. ദാതാവിന്റെ അശുദ്ധി n-തരം അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു c ഇലക്ട്രോണിക് തരംചാലകത, കൂടാതെ സ്വീകർത്താവ് ദ്വാര തരം ചാലകതയുള്ള p-തരം അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ രൂപീകരണത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. പി-, എൻ-അർദ്ധചാലകങ്ങളുടെ സമ്പർക്കങ്ങൾ അടിസ്ഥാന ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ രൂപീകരണം അനുവദിക്കുന്നു ഘടനാപരമായ ഘടകങ്ങൾആധുനിക മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകൾ. CMOS ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഈ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾക്ക് രണ്ട് അടിസ്ഥാന അവസ്ഥകളിൽ നിലനിൽക്കാൻ കഴിയും: ഓപ്പൺ, അവ വൈദ്യുതി നടത്തുമ്പോൾ, കൂടാതെ ഓഫ്, അവ വൈദ്യുതി കടത്തിവിടാത്തപ്പോൾ. CMOS ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ആധുനിക മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകളുടെ പ്രധാന ഘടകങ്ങളായതിനാൽ, അവയെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ വിശദമായി സംസാരിക്കാം.

ഒരു CMOS ട്രാൻസിസ്റ്റർ എങ്ങനെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്?

ഏറ്റവും ലളിതമായ n-ടൈപ്പ് CMOS ട്രാൻസിസ്റ്ററിന് മൂന്ന് ഇലക്ട്രോഡുകൾ ഉണ്ട്: ഉറവിടം, ഗേറ്റ്, ഡ്രെയിൻ. ട്രാൻസിസ്റ്റർ തന്നെ ദ്വാര ചാലകതയുള്ള പി-ടൈപ്പ് അർദ്ധചാലകങ്ങൾ കൊണ്ടാണ് നിർമ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്, കൂടാതെ ഇലക്ട്രോണിക് ചാലകതയുള്ള എൻ-ടൈപ്പ് അർദ്ധചാലകങ്ങൾ ഡ്രെയിനിലും ഉറവിട പ്രദേശങ്ങളിലും രൂപം കൊള്ളുന്നു. സ്വാഭാവികമായും, പി-മേഖലയിൽ നിന്ന് n-മേഖലയിലേക്കുള്ള ദ്വാരങ്ങളുടെ വ്യാപനവും n-മേഖലയിൽ നിന്ന് p-മേഖലയിലേക്കുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളുടെ റിവേഴ്സ് ഡിഫ്യൂഷനും കാരണം, ഡിപ്ലിഷൻ ലെയറുകൾ (പ്രധാന ചാർജ് കാരിയറുകൾ ഇല്ലാത്ത പാളികൾ) രൂപം കൊള്ളുന്നു. p-, n- മേഖലകളുടെ പരിവർത്തനങ്ങളുടെ അതിരുകളിൽ. അതിന്റെ സാധാരണ അവസ്ഥയിൽ, അതായത്, ഗേറ്റിൽ വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിക്കാത്തപ്പോൾ, ട്രാൻസിസ്റ്റർ "ലോക്ക് ചെയ്ത" അവസ്ഥയിലാണ്, അതായത്, ഉറവിടത്തിൽ നിന്ന് ഡ്രെയിനിലേക്ക് കറന്റ് നടത്താൻ അതിന് കഴിയില്ല. ഡ്രെയിനിനും ഉറവിടത്തിനും ഇടയിൽ ഒരു വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിച്ചാലും സ്ഥിതി മാറില്ല (ന്യൂനപക്ഷ ചാർജ് കാരിയറുകളുടെ ജനറേറ്റഡ് ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡുകളുടെ സ്വാധീനത്തിൽ ചലനം മൂലമുണ്ടാകുന്ന ചോർച്ച പ്രവാഹങ്ങൾ ഞങ്ങൾ കണക്കിലെടുക്കുന്നില്ല, അതായത്, ദ്വാരങ്ങൾ. n-മേഖലയും p-മേഖലയ്ക്കുള്ള ഇലക്ട്രോണുകളും).

എന്നിരുന്നാലും, ഗേറ്റിൽ (ചിത്രം 1) ഒരു പോസിറ്റീവ് പൊട്ടൻഷ്യൽ പ്രയോഗിച്ചാൽ, സാഹചര്യം സമൂലമായി മാറും. ഗേറ്റിന്റെ വൈദ്യുത മണ്ഡലത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ, പി-അർദ്ധചാലകത്തിലേക്ക് ദ്വാരങ്ങൾ ആഴത്തിൽ തള്ളുന്നു, നേരെമറിച്ച്, ഇലക്ട്രോണുകൾ ഗേറ്റിന് കീഴിലുള്ള പ്രദേശത്തേക്ക് വലിച്ചിടുകയും ഉറവിടത്തിനും ഡ്രെയിനിനുമിടയിൽ ഇലക്ട്രോൺ സമ്പുഷ്ടമായ ഒരു ചാനൽ രൂപീകരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഗേറ്റിൽ പോസിറ്റീവ് വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിച്ചാൽ, ഈ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഉറവിടത്തിൽ നിന്ന് ചോർച്ചയിലേക്ക് നീങ്ങാൻ തുടങ്ങുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിൽ, ട്രാൻസിസ്റ്റർ കറന്റ് നടത്തുന്നു; ട്രാൻസിസ്റ്റർ "തുറക്കുക" എന്ന് പറയപ്പെടുന്നു. ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് നീക്കം ചെയ്താൽ, ഉറവിടത്തിനും ഡ്രെയിനിനുമിടയിലുള്ള പ്രദേശത്തേക്ക് ഇലക്ട്രോണുകൾ വലിച്ചിടുന്നത് നിർത്തുന്നു, ചാലക ചാനൽ നശിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു, ട്രാൻസിസ്റ്റർ കറന്റ് കടന്നുപോകുന്നത് നിർത്തുന്നു, അതായത്, അത് "ഓഫാകും." അങ്ങനെ, ഗേറ്റ് വോൾട്ടേജ് മാറ്റുന്നതിലൂടെ, നിങ്ങൾക്ക് ഒരു സാധാരണ ടോഗിൾ സ്വിച്ച് ഓണാക്കാനോ ഓഫാക്കാനോ കഴിയുന്നതുപോലെ, സർക്യൂട്ടിലൂടെയുള്ള വൈദ്യുത പ്രവാഹം നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് സമാനമായി നിങ്ങൾക്ക് ട്രാൻസിസ്റ്റർ തുറക്കാനോ അടയ്ക്കാനോ കഴിയും. അതുകൊണ്ടാണ് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളെ ചിലപ്പോൾ ഇലക്ട്രോണിക് സ്വിച്ചുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നത്. എന്നിരുന്നാലും, പരമ്പരാഗത മെക്കാനിക്കൽ സ്വിച്ചുകളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, CMOS ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഫലത്തിൽ നിഷ്ക്രിയമാണ്, കൂടാതെ സെക്കൻഡിൽ ട്രില്യൺ കണക്കിന് തവണ ഓണിൽ നിന്ന് ഓഫിലേക്ക് മാറാൻ കഴിവുള്ളവയുമാണ്! ഈ സ്വഭാവമാണ്, അതായത്, തൽക്ഷണം മാറാനുള്ള കഴിവ്, ആത്യന്തികമായി പ്രോസസറിന്റെ പ്രകടനത്തെ നിർണ്ണയിക്കുന്നു, അതിൽ ദശലക്ഷക്കണക്കിന് ലളിതമായ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

അതിനാൽ, ആധുനികം ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട്ദശലക്ഷക്കണക്കിന് ലളിതമായ CMOS ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകൾ നിർമ്മിക്കുന്ന പ്രക്രിയയെക്കുറിച്ച് കൂടുതൽ വിശദമായി നമുക്ക് താമസിക്കാം, അതിന്റെ ആദ്യ ഘട്ടം സിലിക്കൺ അടിവസ്ത്രങ്ങളുടെ ഉത്പാദനമാണ്.

ഘട്ടം 1. വളരുന്ന ശൂന്യത

അത്തരം അടിവസ്ത്രങ്ങളുടെ സൃഷ്ടി ആരംഭിക്കുന്നത് ഒരു സിലിണ്ടർ സിലിക്കൺ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ വളർത്തുന്നതിലൂടെയാണ്. തുടർന്ന്, ഈ മോണോക്രിസ്റ്റലിൻ ബ്ലാങ്കുകൾ (ബ്ലാങ്കുകൾ) വൃത്താകൃതിയിലുള്ള വേഫറുകളായി മുറിക്കുന്നു, അതിന്റെ കനം ഏകദേശം 1/40 ഇഞ്ച് ആണ്, വ്യാസം 200 മിമി (8 ഇഞ്ച്) അല്ലെങ്കിൽ 300 എംഎം (12 ഇഞ്ച്) ആണ്. മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകളുടെ ഉത്പാദനത്തിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന സിലിക്കൺ അടിവസ്ത്രങ്ങളാണിവ.

സിലിക്കൺ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റലുകളിൽ നിന്ന് വേഫറുകൾ രൂപപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, അനുയോജ്യമായ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനകൾക്ക് ഭൗതിക സവിശേഷതകൾ പ്രധാനമായും തിരഞ്ഞെടുത്ത ദിശയെ (അനിസോട്രോപ്പി പ്രോപ്പർട്ടി) ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു എന്ന വസ്തുത കണക്കിലെടുക്കുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു സിലിക്കൺ അടിവസ്ത്രത്തിന്റെ പ്രതിരോധം രേഖാംശ, തിരശ്ചീന ദിശകളിൽ വ്യത്യസ്തമായിരിക്കും. അതുപോലെ, ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിന്റെ ഓറിയന്റേഷൻ അനുസരിച്ച്, സിലിക്കൺ ക്രിസ്റ്റൽ അതിന്റെ തുടർന്നുള്ള പ്രോസസ്സിംഗുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഏതെങ്കിലും ബാഹ്യ സ്വാധീനങ്ങളോട് വ്യത്യസ്തമായി പ്രതികരിക്കും (ഉദാഹരണത്തിന്, എച്ചിംഗ്, സ്പട്ടറിംഗ് മുതലായവ). അതിനാൽ, ഉപരിതലവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിന്റെ ഓറിയന്റേഷൻ ഒരു നിശ്ചിത ദിശയിൽ കർശനമായി നിലനിർത്തുന്ന തരത്തിൽ ഒരൊറ്റ ക്രിസ്റ്റലിൽ നിന്ന് പ്ലേറ്റ് മുറിക്കണം.

ഇതിനകം സൂചിപ്പിച്ചതുപോലെ, സിലിക്കൺ സിംഗിൾ ക്രിസ്റ്റൽ വർക്ക്പീസിന്റെ വ്യാസം 200 അല്ലെങ്കിൽ 300 മില്ലീമീറ്ററാണ്. മാത്രമല്ല, വ്യാസം 300 മില്ലീമീറ്ററാണ്, ഇത് ആപേക്ഷികമാണ് പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യ, ഞങ്ങൾ താഴെ ചർച്ച ചെയ്യും. നമ്മൾ ഇന്റൽ പെന്റിയം 4 പ്രൊസസറിനെക്കുറിച്ചാണ് സംസാരിക്കുന്നതെങ്കിൽപ്പോലും, ഈ വ്യാസമുള്ള ഒരു പ്ലേറ്റ് ഒന്നിലധികം മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകൾ ഉൾക്കൊള്ളാൻ കഴിയുമെന്നത് വ്യക്തമാണ്.തീർച്ചയായും, അത്തരം ഒരു സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് പ്ലേറ്റിൽ നിരവധി ഡസൻ മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകൾ (പ്രോസസറുകൾ) രൂപം കൊള്ളുന്നു, പക്ഷേ ലാളിത്യത്തിനായി ഞങ്ങൾ ഭാവിയിലെ ഒരു മൈക്രോപ്രൊസസറിന്റെ ഒരു ചെറിയ പ്രദേശത്ത് സംഭവിക്കുന്ന പ്രക്രിയകൾ മാത്രം പരിഗണിക്കുക.

ഘട്ടം 2. വൈദ്യുതചാലകത്തിന്റെ (SiO2) ഒരു സംരക്ഷിത ഫിലിം പ്രയോഗിക്കുന്നു

സിലിക്കൺ അടിവസ്ത്രത്തിന്റെ രൂപീകരണത്തിനുശേഷം, സങ്കീർണ്ണമായ ഒരു അർദ്ധചാലക ഘടന സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഘട്ടം ആരംഭിക്കുന്നു.

ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ദാതാവും സ്വീകരിക്കുന്നതുമായ മാലിന്യങ്ങൾ സിലിക്കണിലേക്ക് അവതരിപ്പിക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ചോദ്യം ഉയർന്നുവരുന്നു: കൃത്യമായി വ്യക്തമാക്കിയ പാറ്റേൺ അനുസരിച്ച് മാലിന്യങ്ങൾ എങ്ങനെ അവതരിപ്പിക്കാം? ഇത് സാധ്യമാക്കുന്നതിന്, മാലിന്യങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കേണ്ട ആവശ്യമില്ലാത്ത പ്രദേശങ്ങൾ സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ ഒരു പ്രത്യേക ഫിലിം ഉപയോഗിച്ച് സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു, കൂടുതൽ പ്രോസസ്സിംഗിന് വിധേയമാകുന്ന പ്രദേശങ്ങൾ മാത്രം തുറന്നുകാട്ടുന്നു (ചിത്രം 2). ആവശ്യമുള്ള പാറ്റേണിന്റെ അത്തരമൊരു സംരക്ഷിത ഫിലിം രൂപീകരിക്കുന്ന പ്രക്രിയ നിരവധി ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.

ആദ്യ ഘട്ടത്തിൽ, മുഴുവൻ സിലിക്കൺ വേഫറും പൂർണ്ണമായും സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ (SiO2) നേർത്ത ഫിലിം കൊണ്ട് മൂടിയിരിക്കുന്നു, ഇത് വളരെ നല്ല ഇൻസുലേറ്ററും സിലിക്കൺ ക്രിസ്റ്റലിന്റെ കൂടുതൽ പ്രോസസ്സിംഗ് സമയത്ത് ഒരു സംരക്ഷിത ഫിലിമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ഉയർന്ന ഊഷ്മാവിലും (900 മുതൽ 1100 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസ് വരെ) മർദ്ദത്തിലും ഓക്സിജൻ വേഫറുകളുടെ ഉപരിതല പാളികളിലേക്ക് വ്യാപിക്കുകയും സിലിക്കണിന്റെ ഓക്സീകരണത്തിലേക്കും സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡിന്റെ ഒരു ഉപരിതല ഫിലിം രൂപപ്പെടുന്നതിലേക്കും നയിക്കുന്ന ഒരു അറയിലാണ് വേഫറുകൾ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നത്. സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ് ഫിലിമിന് കൃത്യമായി നിർദ്ദിഷ്‌ടമായ കനം ഉണ്ടായിരിക്കാനും വൈകല്യങ്ങളില്ലാത്തതായിരിക്കാനും, ഓക്‌സിഡേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ വേഫറിന്റെ എല്ലാ പോയിന്റുകളിലും സ്ഥിരമായ താപനില കർശനമായി നിലനിർത്തേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. ഇല്ലെങ്കിൽ മുഴുവൻ വേഫറും ഒരു സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ് ഫിലിം കൊണ്ട് മൂടണം, അനാവശ്യ ഓക്സിഡേഷൻ തടയാൻ ആദ്യം സിലിക്കൺ അടിവസ്ത്രത്തിൽ ഒരു Si3N4 മാസ്ക് പ്രയോഗിക്കുന്നു.

ഘട്ടം 3. ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് പ്രയോഗിക്കുന്നു

സിലിക്കൺ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്‌സൈഡിന്റെ ഒരു സംരക്ഷിത ഫിലിം കൊണ്ട് മൂടിയ ശേഷം, കൂടുതൽ പ്രോസസ്സിംഗിന് വിധേയമാകുന്ന പ്രദേശങ്ങളിൽ നിന്ന് ഈ ഫിലിം നീക്കംചെയ്യേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. എച്ചിംഗ് വഴി ഫിലിം നീക്കംചെയ്യുന്നു, ബാക്കിയുള്ള പ്രദേശങ്ങളെ കൊത്തുപണിയിൽ നിന്ന് സംരക്ഷിക്കുന്നതിന്, ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു പാളി വേഫറിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു. "ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റുകൾ" എന്ന പദം പ്രകാശ-സെൻസിറ്റീവും ആക്രമണാത്മക ഘടകങ്ങളെ പ്രതിരോധിക്കുന്നതുമായ സംയുക്തങ്ങളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഉപയോഗിച്ച കോമ്പോസിഷനുകൾക്ക്, ഒരു വശത്ത്, ചില ഫോട്ടോഗ്രാഫിക് ഗുണങ്ങൾ ഉണ്ടായിരിക്കണം (അൾട്രാവയലറ്റ് പ്രകാശത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ അവ ലയിക്കുന്നതായിത്തീരുകയും കൊത്തുപണി പ്രക്രിയയിൽ കഴുകുകയും ചെയ്യുന്നു), മറുവശത്ത്, ആസിഡുകളിലും ക്ഷാരങ്ങളിലും കൊത്തുപണിയെ നേരിടാൻ അനുവദിക്കുന്ന പ്രതിരോധശേഷി. , ചൂടാക്കൽ മുതലായവ. ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റുകളുടെ പ്രധാന ലക്ഷ്യം ആവശ്യമുള്ള കോൺഫിഗറേഷന്റെ ഒരു സംരക്ഷിത ആശ്വാസം സൃഷ്ടിക്കുക എന്നതാണ്.

ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് പ്രയോഗിക്കുന്ന പ്രക്രിയയും തന്നിരിക്കുന്ന പാറ്റേൺ അനുസരിച്ച് അൾട്രാവയലറ്റ് ലൈറ്റിനൊപ്പം അതിന്റെ കൂടുതൽ വികിരണവും ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി എന്ന് വിളിക്കുന്നു, അതിൽ ഇനിപ്പറയുന്ന അടിസ്ഥാന പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു: ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് പാളിയുടെ രൂപീകരണം (സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് പ്രോസസ്സിംഗ്, ആപ്ലിക്കേഷൻ, ഡ്രൈയിംഗ്), ഒരു സംരക്ഷിത ആശ്വാസത്തിന്റെ രൂപീകരണം (എക്‌സ്‌പോഷർ, വികസനം. , ഉണക്കൽ) കൂടാതെ ചിത്രം അടിവസ്ത്രത്തിലേക്ക് മാറ്റുക (എച്ചിംഗ്, സ്പട്ടറിംഗ് മുതലായവ).

അടിവസ്ത്രത്തിലേക്ക് ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിന്റെ ഒരു പാളി (ചിത്രം 3) പ്രയോഗിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, രണ്ടാമത്തേത് പ്രീ-ട്രീറ്റ്മെന്റിന് വിധേയമാണ്, അതിന്റെ ഫലമായി ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് പാളിയിലേക്കുള്ള അതിന്റെ അഡീഷൻ മെച്ചപ്പെടുന്നു. ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിന്റെ ഒരു ഏകീകൃത പാളി പ്രയോഗിക്കുന്നതിന്, സെൻട്രിഫ്യൂഗേഷൻ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു. സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഒരു കറങ്ങുന്ന ഡിസ്കിൽ (സെൻട്രിഫ്യൂജ്) സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു, അപകേന്ദ്രബലങ്ങളുടെ സ്വാധീനത്തിൽ, ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് അടിവസ്ത്രത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ഏതാണ്ട് ഏകീകൃത പാളിയിൽ വിതരണം ചെയ്യുന്നു. (ഏതാണ്ട് ഏകീകൃത പാളിയെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കുമ്പോൾ, അപകേന്ദ്രബലങ്ങളുടെ സ്വാധീനത്തിൽ, ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഫിലിമിന്റെ കനം മധ്യത്തിൽ നിന്ന് അരികുകളിലേക്ക് വർദ്ധിക്കുന്നു എന്ന വസ്തുത ഞങ്ങൾ കണക്കിലെടുക്കുന്നു, എന്നിരുന്നാലും, ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് പ്രയോഗിക്കുന്ന ഈ രീതിക്ക് പാളിയിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകളെ നേരിടാൻ കഴിയും. ±10% ഉള്ളിൽ കനം.)

ഘട്ടം 4. ലിത്തോഗ്രാഫി

ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് പാളി പ്രയോഗിച്ച് ഉണക്കിയ ശേഷം, ആവശ്യമായ സംരക്ഷണ ആശ്വാസത്തിന്റെ രൂപീകരണ ഘട്ടം ആരംഭിക്കുന്നു. ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് പാളിയുടെ ചില ഭാഗങ്ങളിൽ വീഴുന്ന അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ, രണ്ടാമത്തേത് ലയിക്കുന്ന ഗുണങ്ങളെ മാറ്റുന്നു, ഉദാഹരണത്തിന്, പ്രകാശമുള്ള പ്രദേശങ്ങൾ ലായകത്തിൽ ലയിക്കുന്നത് നിർത്തുന്നു, ഇത് പ്രദേശങ്ങൾ നീക്കംചെയ്യുന്നു. പ്രകാശത്തിന് വിധേയമല്ലാത്ത പാളി, അല്ലെങ്കിൽ തിരിച്ചും - പ്രകാശമുള്ള പ്രദേശങ്ങൾ അലിഞ്ഞുപോകുന്നു. ദുരിതാശ്വാസ രൂപീകരണ രീതിയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റുകളെ നെഗറ്റീവ്, പോസിറ്റീവ് എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. നെഗറ്റീവ് ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റുകൾ, അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണത്തിന് വിധേയമാകുമ്പോൾ, സംരക്ഷിത ദുരിതാശ്വാസ മേഖലകൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു. പോസിറ്റീവ് ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റുകൾ, നേരെമറിച്ച്, അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണത്തിന്റെ സ്വാധീനത്തിൽ ദ്രാവക ഗുണങ്ങൾ നേടുകയും ലായകത്താൽ കഴുകുകയും ചെയ്യുന്നു. അതനുസരിച്ച്, അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണത്തിന് വിധേയമല്ലാത്ത പ്രദേശങ്ങളിൽ ഒരു സംരക്ഷിത പാളി രൂപം കൊള്ളുന്നു.

ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് ലെയറിന്റെ ആവശ്യമുള്ള പ്രദേശങ്ങൾ പ്രകാശിപ്പിക്കുന്നതിന്, ഒരു പ്രത്യേക മാസ്ക് ടെംപ്ലേറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. മിക്കപ്പോഴും, ഫോട്ടോഗ്രാഫിയോ മറ്റോ ലഭിച്ച അതാര്യമായ മൂലകങ്ങളുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗ്ലാസ് പ്ലേറ്റുകൾ ഈ ആവശ്യത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. വാസ്തവത്തിൽ, അത്തരമൊരു ടെംപ്ലേറ്റിൽ ഭാവിയിലെ മൈക്രോ സർക്യൂട്ടിന്റെ ഒരു പാളിയുടെ ഒരു ഡ്രോയിംഗ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു (മൊത്തം അത്തരം നൂറുകണക്കിന് പാളികൾ ഉണ്ടാകാം). ഈ ടെംപ്ലേറ്റ് ഒരു റഫറൻസ് ആയതിനാൽ, അത് വളരെ കൃത്യതയോടെ നിർമ്മിക്കണം. കൂടാതെ, ഒരു ഫോട്ടോമാസ്കിൽ നിന്ന് നിരവധി ഫോട്ടോ പ്ലേറ്റുകൾ നിർമ്മിക്കപ്പെടുമെന്ന വസ്തുത കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, അത് മോടിയുള്ളതും കേടുപാടുകൾക്ക് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതുമായിരിക്കണം. ഫോട്ടോമാസ്ക് വളരെ ചെലവേറിയ കാര്യമാണെന്ന് ഇതിൽ നിന്ന് വ്യക്തമാണ്: മൈക്രോ സർക്യൂട്ടിന്റെ സങ്കീർണ്ണതയെ ആശ്രയിച്ച്, ഇതിന് പതിനായിരക്കണക്കിന് ഡോളർ ചിലവാകും.

അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം, അത്തരം ഒരു ടെംപ്ലേറ്റിലൂടെ കടന്നുപോകുന്നു (ചിത്രം 4), ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് പാളിയുടെ ഉപരിതലത്തിന്റെ ആവശ്യമായ പ്രദേശങ്ങൾ മാത്രം പ്രകാശിപ്പിക്കുന്നു. വികിരണത്തിനുശേഷം, ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് വികസനത്തിന് വിധേയമാകുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി പാളിയുടെ അനാവശ്യമായ പ്രദേശങ്ങൾ നീക്കംചെയ്യുന്നു. ഇത് സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ് പാളിയുടെ അനുബന്ധ ഭാഗം തുറന്നുകാട്ടുന്നു.

ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫിക് പ്രക്രിയയുടെ വ്യക്തമായ ലാളിത്യം ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, മൈക്രോ സർക്യൂട്ട് ഉൽപാദനത്തിന്റെ ഈ ഘട്ടമാണ് ഏറ്റവും സങ്കീർണ്ണമായത്. മൂറിന്റെ പ്രവചനത്തിന് അനുസൃതമായി, ഒരു ചിപ്പിലെ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ എണ്ണം ക്രമാതീതമായി വർദ്ധിക്കുന്നു (ഓരോ രണ്ട് വർഷത്തിലും ഇരട്ടിയായി). ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ ഇത്തരമൊരു വർദ്ധനവ് സാധ്യമാകുന്നത് അവയുടെ വലിപ്പം കുറയുന്നതിനാലാണ്, എന്നാൽ ലിത്തോഗ്രാഫി പ്രക്രിയയിൽ "വിശ്രമിക്കുന്ന" കുറവാണിത്. ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ചെറുതാക്കുന്നതിന്, ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് ലെയറിലേക്ക് പ്രയോഗിക്കുന്ന ലൈനുകളുടെ ജ്യാമിതീയ അളവുകൾ കുറയ്ക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. എന്നാൽ എല്ലാ കാര്യങ്ങളിലും ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നതിന് ഒരു പരിധിയുണ്ട് ലേസർ കിരണങ്ങൾപോയിന്റ് വരെ അത് അത്ര എളുപ്പമല്ല. വേവ് ഒപ്റ്റിക്സ് നിയമങ്ങൾക്കനുസൃതമായി എന്നതാണ് വസ്തുത കുറഞ്ഞ വലിപ്പംലേസർ ബീം ഫോക്കസ് ചെയ്തിരിക്കുന്ന സ്ഥലം (വാസ്തവത്തിൽ, ഇത് ഒരു സ്പോട്ട് മാത്രമല്ല, ഒരു ഡിഫ്രാക്ഷൻ പാറ്റേൺ) നിർണ്ണയിക്കുന്നത്, മറ്റ് ഘടകങ്ങൾക്കൊപ്പം, പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യം അനുസരിച്ചാണ്. 70-കളുടെ തുടക്കത്തിൽ ലിത്തോഗ്രാഫിക് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനം പ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യം കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള ദിശയിലാണ്. ഇതാണ് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് മൂലകങ്ങളുടെ വലിപ്പം കുറയ്ക്കാൻ സാധിച്ചത്. 80-കളുടെ പകുതി മുതൽ, ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി ലേസർ ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങി. ആശയം ലളിതമാണ്: അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യം ദൃശ്യപ്രകാശത്തിന്റെ തരംഗദൈർഘ്യത്തേക്കാൾ ചെറുതാണ്, അതിനാൽ ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ മികച്ച ലൈനുകൾ നേടാൻ കഴിയും. അടുത്തിടെ വരെ, ലിത്തോഗ്രാഫിയിൽ 248 nm തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള ആഴത്തിലുള്ള അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം (DUV) ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ഫോട്ടോലിത്തോഗ്രാഫി 200 nm-നപ്പുറത്തേക്ക് നീങ്ങിയപ്പോൾ, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ തുടർച്ചയായ ഉപയോഗത്തെക്കുറിച്ച് ആദ്യമായി സംശയം ജനിപ്പിക്കുന്ന ഗുരുതരമായ പ്രശ്നങ്ങൾ ഉയർന്നു. ഉദാഹരണത്തിന്, 200 മൈക്രോണിൽ താഴെയുള്ള തരംഗദൈർഘ്യത്തിൽ, ഫോട്ടോസെൻസിറ്റീവ് ലെയർ വളരെയധികം പ്രകാശം ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു, അതുവഴി സർക്യൂട്ട് ടെംപ്ലേറ്റ് പ്രോസസറിലേക്ക് മാറ്റുന്ന പ്രക്രിയയെ സങ്കീർണ്ണമാക്കുകയും മന്ദഗതിയിലാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇതുപോലുള്ള പ്രശ്നങ്ങൾ പരമ്പരാഗത ലിത്തോഗ്രാഫി സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് ബദലുകൾ തേടാൻ ഗവേഷകരെയും നിർമ്മാതാക്കളെയും പ്രേരിപ്പിക്കുന്നു.

EUV ലിത്തോഗ്രഫി (എക്‌സ്ട്രീം അൾട്രാവയലറ്റ് അൾട്രാ-ഹാർഡ് അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം) എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന പുതിയ ലിത്തോഗ്രാഫി സാങ്കേതികവിദ്യ, 13 എൻഎം തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണത്തിന്റെ ഉപയോഗത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്.

DUV-യിൽ നിന്ന് EUV ലിത്തോഗ്രഫിയിലേക്കുള്ള മാറ്റം, തരംഗദൈർഘ്യത്തിൽ 10-ലധികം മടങ്ങ് കുറവും ഏതാനും പതിനായിരക്കണക്കിന് ആറ്റങ്ങളുടെ വലുപ്പവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന ഒരു ശ്രേണിയിലേക്കുള്ള പരിവർത്തനവും നൽകുന്നു.

നിലവിലെ ലിത്തോഗ്രാഫി സാങ്കേതികവിദ്യ 100 nm കുറഞ്ഞ ചാലക വീതിയുള്ള ഒരു പാറ്റേൺ അനുവദിക്കുന്നു, അതേസമയം EUV ലിത്തോഗ്രാഫി വളരെ ചെറിയ വീതിയുള്ള ലൈനുകൾ പ്രിന്റ് ചെയ്യുന്നത് സാധ്യമാക്കുന്നു - 30 nm വരെ. അൾട്രാഷോർട്ട് റേഡിയേഷൻ നിയന്ത്രിക്കുന്നത് തോന്നുന്നത്ര എളുപ്പമല്ല. EUV വികിരണം ഗ്ലാസിൽ നന്നായി ആഗിരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നതിനാൽ, പുതിയ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ നാല് പ്രത്യേക കോൺവെക്സ് മിററുകളുടെ ഒരു ശ്രേണി ഉപയോഗിക്കുന്നത് ഉൾപ്പെടുന്നു, അത് മാസ്ക് പ്രയോഗിച്ചതിന് ശേഷം ലഭിക്കുന്ന ചിത്രം കുറയ്ക്കുകയും ഫോക്കസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു (ചിത്രം 5, ,). അത്തരം ഓരോ കണ്ണാടിയിലും ഏകദേശം 12 ആറ്റങ്ങൾ കട്ടിയുള്ള 80 വ്യക്തിഗത ലോഹ പാളികൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

ഘട്ടം 5: എച്ചിംഗ്

ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് പാളി തുറന്നുകാട്ടിയ ശേഷം, എച്ചിംഗ് ഘട്ടം സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ് ഫിലിം നീക്കം ചെയ്യാൻ തുടങ്ങുന്നു (ചിത്രം 8).

കൊത്തുപണി പ്രക്രിയ പലപ്പോഴും ആസിഡ് ബാത്തുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു. സ്വന്തമായി പ്രിന്റഡ് സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകൾ നിർമ്മിച്ച റേഡിയോ അമച്വർമാർക്ക് ഈ ആസിഡ് എച്ചിംഗ് രീതി നന്നായി അറിയാം. ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, ഭാവി ബോർഡിനുള്ള ട്രാക്കുകളുടെ ഒരു പാറ്റേൺ വാർണിഷ് ഉപയോഗിച്ച് ഫോയിൽ പൂശിയ പിസിബിയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു, അത് ഒരു സംരക്ഷിത പാളിയായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു, തുടർന്ന് പ്ലേറ്റ് നൈട്രിക് ആസിഡിന്റെ ബാത്ത് താഴ്ത്തുന്നു. ഫോയിലിന്റെ അനാവശ്യ ഭാഗങ്ങൾ കൊത്തിവെച്ച് വൃത്തിയാക്കിയ പിസിബിയെ തുറന്നുകാട്ടുന്നു. ഈ രീതിക്ക് നിരവധി പോരായ്മകളുണ്ട്, അവയിൽ പ്രധാനം പാളി നീക്കംചെയ്യൽ പ്രക്രിയയെ കൃത്യമായി നിയന്ത്രിക്കാനുള്ള കഴിവില്ലായ്മയാണ്, കാരണം നിരവധി ഘടകങ്ങൾ കൊത്തുപണി പ്രക്രിയയെ സ്വാധീനിക്കുന്നു: ആസിഡ് സാന്ദ്രത, താപനില, സംവഹനം മുതലായവ. കൂടാതെ, ആസിഡ് എല്ലാ ദിശകളിലുമുള്ള മെറ്റീരിയലുമായി ഇടപഴകുകയും ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് മാസ്കിന്റെ അരികിൽ ക്രമേണ തുളച്ചുകയറുകയും ചെയ്യുന്നു, അതായത്, ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റ് കൊണ്ട് പൊതിഞ്ഞ പാളികളെ വശത്ത് നിന്ന് നശിപ്പിക്കുന്നു. അതിനാൽ, പ്രോസസ്സറുകളുടെ ഉത്പാദനത്തിൽ, പ്ലാസ്മ എന്നും വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഡ്രൈ എച്ചിംഗ് രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഈ രീതി കൊത്തുപണി പ്രക്രിയയുടെ കൃത്യമായ നിയന്ത്രണം അനുവദിക്കുന്നു, കൂടാതെ എച്ചഡ് പാളിയുടെ നാശം കർശനമായി ലംബ ദിശയിൽ സംഭവിക്കുന്നു.

ഡ്രൈ എച്ചിംഗ് വേഫർ ഉപരിതലത്തിൽ നിന്ന് സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനായി ഒരു അയോണൈസ്ഡ് ഗ്യാസ് (പ്ലാസ്മ) ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് ഉപരിതലവുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിച്ച് അസ്ഥിരമായ ഉപോൽപ്പന്നങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നു.

എച്ചിംഗ് നടപടിക്രമത്തിന് ശേഷം, അതായത്, തുറന്നുകാട്ടപ്പെടുമ്പോൾ ആവശ്യമായ പ്രദേശങ്ങൾശുദ്ധമായ സിലിക്കൺ, ഫോട്ടോലെയറിന്റെ ശേഷിക്കുന്ന ഭാഗം നീക്കംചെയ്യുന്നു. അങ്ങനെ, സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡ് നിർമ്മിച്ച ഒരു പാറ്റേൺ സിലിക്കൺ അടിവസ്ത്രത്തിൽ അവശേഷിക്കുന്നു.

ഘട്ടം 6. ഡിഫ്യൂഷൻ (അയോൺ ഇംപ്ലാന്റേഷൻ)

ഒരു ദാതാവിനെയോ സ്വീകരിക്കുന്നവനെയോ അശുദ്ധമാക്കിക്കൊണ്ട് ശരിയായ സ്ഥലങ്ങളിൽ അർദ്ധചാലക ഘടനകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് ഒരു സിലിക്കൺ അടിവസ്ത്രത്തിൽ ആവശ്യമായ പാറ്റേൺ രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിനുള്ള മുൻ പ്രക്രിയ ആവശ്യമായിരുന്നുവെന്ന് നമുക്ക് ഓർക്കാം. മാലിന്യങ്ങൾ അവതരിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയ സിലിക്കൺ ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിലേക്ക് അശുദ്ധി ആറ്റങ്ങളുടെ വ്യാപനം (ചിത്രം 9) യൂണിഫോം ആമുഖം വഴിയാണ് നടത്തുന്നത്. ഒരു n-തരം അർദ്ധചാലകം ലഭിക്കുന്നതിന്, ആന്റിമണി, ആർസെനിക് അല്ലെങ്കിൽ ഫോസ്ഫറസ് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒരു പി-ടൈപ്പ് അർദ്ധചാലകം ലഭിക്കുന്നതിന്, ബോറോൺ, ഗാലിയം അല്ലെങ്കിൽ അലുമിനിയം എന്നിവ മാലിന്യങ്ങളായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ഡോപാന്റ് ഡിഫ്യൂഷൻ പ്രക്രിയയ്ക്കായി അയോൺ ഇംപ്ലാന്റേഷൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇംപ്ലാന്റേഷൻ പ്രക്രിയയിൽ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ് ആക്സിലറേറ്ററിൽ നിന്ന് ആവശ്യമുള്ള അശുദ്ധിയുടെ അയോണുകൾ "ഷോട്ട്" ചെയ്യപ്പെടുകയും ആവശ്യത്തിന് ഊർജ്ജം ഉള്ളതിനാൽ സിലിക്കണിന്റെ ഉപരിതല പാളികളിലേക്ക് തുളച്ചുകയറുകയും ചെയ്യുന്നു.

അതിനാൽ, അയോൺ ഇംപ്ലാന്റേഷൻ ഘട്ടത്തിന്റെ അവസാനത്തിൽ, അർദ്ധചാലക ഘടനയുടെ ആവശ്യമായ പാളി സൃഷ്ടിച്ചു. എന്നിരുന്നാലും, മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകളിൽ അത്തരം നിരവധി പാളികൾ ഉണ്ടാകാം. തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന സർക്യൂട്ട് പാറ്റേണിൽ അടുത്ത പാളി സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന്, സിലിക്കൺ ഡയോക്സൈഡിന്റെ ഒരു അധിക നേർത്ത പാളി വളരുന്നു. ഇതിനുശേഷം, പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ സിലിക്കണിന്റെ ഒരു പാളിയും ഫോട്ടോറെസിസ്റ്റിന്റെ മറ്റൊരു പാളിയും നിക്ഷേപിക്കുന്നു. അൾട്രാവയലറ്റ് വികിരണം രണ്ടാമത്തെ മാസ്കിലൂടെ കടന്നുപോകുകയും ഫോട്ടോ ലെയറിലെ അനുബന്ധ പാറ്റേൺ എടുത്തുകാണിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. തുടർന്ന് വീണ്ടും ഫോട്ടോലെയർ പിരിച്ചുവിടൽ, എച്ചിംഗ്, അയോൺ ഇംപ്ലാന്റേഷൻ എന്നിവയുടെ ഘട്ടങ്ങൾ പിന്തുടരുന്നു.

ഘട്ടം 7. സ്പട്ടറിംഗും നിക്ഷേപവും

പുതിയ പാളികളുടെ പ്രയോഗം നിരവധി തവണ നടത്തപ്പെടുന്നു, അതേസമയം ഇന്റർലേയർ കണക്ഷനുകൾക്കായി "വിൻഡോകൾ" പാളികളിൽ അവശേഷിക്കുന്നു, അവ ലോഹ ആറ്റങ്ങളാൽ നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു; തൽഫലമായി, പ്രദേശങ്ങൾ നടത്തുന്ന ലോഹ സ്ട്രിപ്പുകൾ ക്രിസ്റ്റലിൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. ഈ രീതിയിൽ, ആധുനിക പ്രോസസ്സറുകൾ ഒരു സങ്കീർണ്ണമായ ത്രിമാന സർക്യൂട്ട് രൂപപ്പെടുത്തുന്ന പാളികൾക്കിടയിൽ കണക്ഷനുകൾ സ്ഥാപിക്കുന്നു. എല്ലാ പാളികളും വളർത്തുകയും പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്ന പ്രക്രിയ നിരവധി ആഴ്ചകൾ നീണ്ടുനിൽക്കും, കൂടാതെ ഉൽപ്പാദന ചക്രം തന്നെ 300-ലധികം ഘട്ടങ്ങൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. തൽഫലമായി, ഒരു സിലിക്കൺ വേഫറിൽ നൂറുകണക്കിന് സമാന പ്രോസസ്സറുകൾ രൂപം കൊള്ളുന്നു.

ലേയറിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ വേഫറുകൾ നേരിടുന്ന ആഘാതങ്ങളെ ചെറുക്കുന്നതിന്, സിലിക്കൺ വേഫറുകൾ തുടക്കത്തിൽ വളരെ കട്ടിയുള്ളതാണ്. അതിനാൽ, വ്യക്തിഗത പ്രോസസ്സറുകളിലേക്ക് വേഫർ മുറിക്കുന്നതിന് മുമ്പ്, അതിന്റെ കനം 33% കുറയ്ക്കുകയും പിൻ വശത്ത് നിന്ന് അഴുക്ക് നീക്കം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു. പിന്നെ ഓൺ പിൻ വശംഭാവി പ്രോസസറിന്റെ ശരീരവുമായി ക്രിസ്റ്റലിന്റെ അറ്റാച്ച്മെന്റ് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്ന പ്രത്യേക മെറ്റീരിയലിന്റെ ഒരു പാളി ഉപയോഗിച്ച് അടിവസ്ത്രങ്ങൾ പൂശുന്നു.

ഘട്ടം 8. അവസാന ഘട്ടം

രൂപീകരണ ചക്രത്തിന്റെ അവസാനം, എല്ലാ പ്രോസസ്സറുകളും നന്നായി പരിശോധിക്കുന്നു. പിന്നെ ഉപയോഗിച്ച് അടിവസ്ത്ര പ്ലേറ്റ് നിന്ന് പ്രത്യേക ഉപകരണംഇതിനകം ടെസ്റ്റ് വിജയിച്ച നിർദ്ദിഷ്ട പരലുകൾ മുറിച്ചുമാറ്റി (ചിത്രം 10).

ഓരോ മൈക്രോപ്രൊസസ്സറും അന്തർനിർമ്മിതമാണ് സംരക്ഷണ ഭവനം, ഇത് മൈക്രോപ്രൊസസർ ചിപ്പും ബാഹ്യ ഉപകരണങ്ങളും തമ്മിലുള്ള വൈദ്യുത കണക്ഷനും നൽകുന്നു. ഭവനത്തിന്റെ തരം മൈക്രോപ്രൊസസറിന്റെ തരത്തെയും ഉദ്ദേശിച്ച പ്രയോഗത്തെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

കേസിൽ സീൽ ചെയ്ത ശേഷം, ഓരോ മൈക്രോപ്രൊസസ്സറും വീണ്ടും പരിശോധിക്കുന്നു. തെറ്റായ പ്രോസസ്സറുകൾ നിരസിക്കുകയും പ്രവർത്തിക്കുന്നവ ലോഡ് ടെസ്റ്റുകൾക്ക് വിധേയമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. വ്യത്യസ്ത ക്ലോക്ക് സ്പീഡുകളിലും സപ്ലൈ വോൾട്ടേജുകളിലും അവയുടെ സ്വഭാവത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പ്രോസസ്സറുകൾ പിന്നീട് അടുക്കുന്നു.

വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യകൾ

മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകൾ (പ്രത്യേകിച്ച്, പ്രോസസ്സറുകൾ) വളരെ ലളിതമായ രീതിയിൽ നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള സാങ്കേതിക പ്രക്രിയ ഞങ്ങൾ പരിഗണിച്ചു. എന്നാൽ അത്തരമൊരു ഉപരിപ്ലവമായ അവതരണം പോലും ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ വലുപ്പം കുറയ്ക്കുമ്പോൾ നേരിടുന്ന സാങ്കേതിക ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ മനസ്സിലാക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

എന്നിരുന്നാലും, പുതിയ വാഗ്ദാന സാങ്കേതികവിദ്യകൾ പരിഗണിക്കുന്നതിനുമുമ്പ്, ലേഖനത്തിന്റെ തുടക്കത്തിൽ തന്നെ ഉന്നയിച്ച ചോദ്യത്തിന് ഞങ്ങൾ ഉത്തരം നൽകും: സാങ്കേതിക പ്രക്രിയയുടെ ഡിസൈൻ സ്റ്റാൻഡേർഡ് എന്താണ്, വാസ്തവത്തിൽ, 130 nm ന്റെ ഡിസൈൻ സ്റ്റാൻഡേർഡ് 180-ൽ നിന്ന് എങ്ങനെ വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു nm? 130 nm അല്ലെങ്കിൽ 180 nm ഇത് മൈക്രോ സർക്യൂട്ടിന്റെ ഒരു ലെയറിലെ രണ്ട് അടുത്തുള്ള മൂലകങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ദൂരമാണ്, അതായത്, മൈക്രോ സർക്യൂട്ടിന്റെ ഘടകങ്ങൾ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു തരം ഗ്രിഡ് ഘട്ടം. ഈ സ്വഭാവത്തിന്റെ വലുപ്പം ചെറുതാണെങ്കിൽ, മൈക്രോ സർക്യൂട്ടിന്റെ അതേ പ്രദേശത്ത് കൂടുതൽ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ സ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയുമെന്നത് വ്യക്തമാണ്.

നിലവിൽ, ഇന്റൽ പ്രോസസ്സറുകൾ 0.13-മൈക്രോൺ ഉപയോഗിക്കുന്നു സാങ്കേതിക പ്രക്രിയ. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ചാണ് പ്രോസസ്സർ നിർമ്മിക്കുന്നത് ഇന്റൽ പെന്റിയം 4 നോർത്ത്‌വുഡ് കോർ, ഇന്റൽ പെന്റിയം III പ്രോസസർ, ടുവാലറ്റിൻ കോറും പ്രോസസറും ഇന്റൽ സെലറോൺ. അത്തരമൊരു സാങ്കേതിക പ്രക്രിയ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെ ഉപയോഗപ്രദമായ ചാനൽ വീതി 60 nm ആണ്, ഗേറ്റ് ഓക്സൈഡ് പാളിയുടെ കനം 1.5 nm കവിയരുത്. മൊത്തത്തിൽ, ഇന്റൽ പെന്റിയം 4 പ്രോസസറിൽ 55 ദശലക്ഷം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.

പ്രോസസർ ചിപ്പിലെ ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനൊപ്പം, 0.18-മൈക്രോൺ സാങ്കേതികവിദ്യയെ മാറ്റിസ്ഥാപിച്ച 0.13-മൈക്രോൺ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് മറ്റ് പുതുമകളുണ്ട്. ഒന്നാമതായി, ഇത് വ്യക്തിഗത ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ തമ്മിലുള്ള കോപ്പർ കണക്ഷനുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു (0.18-മൈക്രോൺ സാങ്കേതികവിദ്യയിൽ കണക്ഷനുകൾ അലൂമിനിയമായിരുന്നു). രണ്ടാമതായി, 0.13-മൈക്രോൺ സാങ്കേതികവിദ്യ കുറഞ്ഞ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം നൽകുന്നു. മൊബൈൽ ഉപകരണങ്ങൾക്ക്, ഉദാഹരണത്തിന്, മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകളുടെ വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം കുറയുകയും ബാറ്ററിയുടെ ആയുസ്സ് കൂടുതലായിരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നാണ് ഇതിനർത്ഥം.

ശരി, 0.13-മൈക്രോൺ സാങ്കേതിക പ്രക്രിയയിലേക്കുള്ള പരിവർത്തന സമയത്ത് നടപ്പിലാക്കിയ അവസാന നവീകരണം 300 മില്ലീമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള സിലിക്കൺ വേഫറുകളുടെ (വേഫർ) ഉപയോഗമാണ്. ഇതിന് മുമ്പ്, മിക്ക പ്രോസസറുകളും മൈക്രോ സർക്യൂട്ടുകളും 200 എംഎം വേഫറുകളുടെ അടിസ്ഥാനത്തിലാണ് നിർമ്മിച്ചതെന്ന് നമുക്ക് ഓർക്കാം.

വേഫറിന്റെ വ്യാസം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത് ഓരോ പ്രോസസറിന്റെയും വില കുറയ്ക്കാനും മതിയായ ഗുണനിലവാരമുള്ള ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ വിളവ് വർദ്ധിപ്പിക്കാനും സഹായിക്കുന്നു. വാസ്തവത്തിൽ, 300 മില്ലീമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു വേഫറിന്റെ വിസ്തീർണ്ണം 200 മില്ലീമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു വേഫറിന്റെ വിസ്തീർണ്ണത്തേക്കാൾ 2.25 മടങ്ങ് വലുതാണ്, അതനുസരിച്ച്, 300 വ്യാസമുള്ള ഒരു വേഫറിൽ നിന്ന് ലഭിച്ച പ്രോസസ്സറുകളുടെ എണ്ണം മില്ലിമീറ്റർ ഇരട്ടിയിലധികം വലുതാണ്.

2003-ൽ, ഇതിലും ചെറിയ ഡിസൈൻ നിലവാരമുള്ള ഒരു പുതിയ സാങ്കേതിക പ്രക്രിയ അവതരിപ്പിക്കപ്പെടുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, അതായത് 90-നാനോമീറ്റർ. പ്രോസസറുകൾ, ചിപ്‌സെറ്റുകൾ, ആശയവിനിമയ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവയുൾപ്പെടെ ഇന്റൽ അതിന്റെ മിക്ക ഉൽപ്പന്നങ്ങളും നിർമ്മിക്കുന്ന പുതിയ പ്രക്രിയ, ഒറിഗോണിലെ ഹിൽസ്‌ബോറോയിലുള്ള ഇന്റലിന്റെ D1C 300mm വേഫർ പൈലറ്റ് പ്ലാന്റിൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.

2002 ഒക്‌ടോബർ 23-ന്, ന്യൂ മെക്‌സിക്കോയിലെ റിയോ റാഞ്ചോയിൽ 2 ബില്യൺ ഡോളറിന്റെ ഒരു പുതിയ സൗകര്യം ആരംഭിക്കുന്നതായി ഇന്റൽ പ്രഖ്യാപിച്ചു. F11X എന്ന പുതിയ പ്ലാന്റ് ഉപയോഗിക്കും ആധുനികസാങ്കേതികവിദ്യ, ഇത് 0.13 മൈക്രോൺ ഡിസൈൻ മാനദണ്ഡമുള്ള ഒരു പ്രോസസ്സ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് 300 എംഎം വേഫറുകളിൽ പ്രോസസറുകൾ നിർമ്മിക്കും. 2003-ൽ, പ്ലാന്റ് 90 nm ഡിസൈൻ നിലവാരമുള്ള ഒരു സാങ്കേതിക പ്രക്രിയയിലേക്ക് മാറ്റും.

കൂടാതെ, 90 nm ഡിസൈൻ നിലവാരമുള്ള 300 mm സിലിക്കൺ വേഫറുകളിൽ അർദ്ധചാലക ഘടകങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ രൂപകൽപ്പന ചെയ്തിട്ടുള്ള Leixlip (അയർലൻഡ്) ലെ Fab 24-ൽ മറ്റൊരു പ്രൊഡക്ഷൻ ഫെസിലിറ്റിയുടെ നിർമ്മാണം പുനരാരംഭിക്കുന്നതായി ഇന്റൽ ഇതിനകം പ്രഖ്യാപിച്ചിട്ടുണ്ട്. മൊത്തം 1 ദശലക്ഷം ചതുരശ്ര മീറ്ററിൽ കൂടുതൽ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള ഒരു പുതിയ സംരംഭം. 160 ആയിരം ചതുരശ്ര മീറ്റർ വിസ്തീർണ്ണമുള്ള പ്രത്യേകിച്ച് വൃത്തിയുള്ള മുറികളുള്ള കാൽ. ft. 2004 ആദ്യ പകുതിയിൽ പ്രവർത്തനക്ഷമമാകുമെന്നും ആയിരത്തിലധികം ജീവനക്കാർ ജോലി ചെയ്യുമെന്നും പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ഏകദേശം 2 ബില്യൺ ഡോളറാണ് ഈ സൗകര്യത്തിന്റെ വില.

90nm പ്രോസസ്സ് വിപുലമായ സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെ ഒരു ശ്രേണി ഉപയോഗിക്കുന്നു. 50 nm ഗേറ്റ് ദൈർഘ്യമുള്ള ലോകത്തിലെ ഏറ്റവും ചെറിയ വൻതോതിലുള്ള CMOS ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളാണിവ (ചിത്രം 11), ഇത് വൈദ്യുതി ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കുമ്പോൾ വർദ്ധിച്ച പ്രകടനം നൽകുന്നു, ഇതുവരെ നിർമ്മിച്ചിട്ടുള്ള ഏതൊരു ട്രാൻസിസ്റ്ററിന്റെയും ഏറ്റവും കനം കുറഞ്ഞ ഗേറ്റ് ഓക്സൈഡ് പാളി - 1.2 nm മാത്രം (ചിത്രം. 12), അല്ലെങ്കിൽ 5 ആറ്റോമിക് പാളികളിൽ കുറവ്, കൂടാതെ ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള സ്ട്രെയിൻഡ് സിലിക്കൺ സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വ്യവസായത്തിന്റെ ആദ്യ നിർവ്വഹണവും.

ലിസ്റ്റുചെയ്ത സ്വഭാവസവിശേഷതകളിൽ, ഒരുപക്ഷേ "സ്‌ട്രെയിൻഡ് സിലിക്കൺ" എന്ന ആശയത്തിന് മാത്രമേ അഭിപ്രായം ആവശ്യമുള്ളൂ (ചിത്രം 13). അത്തരം സിലിക്കണിൽ, ആറ്റങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ദൂരം ഒരു പരമ്പരാഗത അർദ്ധചാലകത്തേക്കാൾ കൂടുതലാണ്. വീതിയേറിയ പാതകളുള്ള ഒരു റോഡിൽ ഗതാഗതം എങ്ങനെ കൂടുതൽ സ്വതന്ത്രമായും വേഗത്തിലും നീങ്ങുന്നുവോ അതുപോലെ, ഇത് കൂടുതൽ സ്വതന്ത്രമായി കറന്റ് ഒഴുകാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

എല്ലാ നവീകരണങ്ങളുടെയും ഫലമായി, തൊഴിലാളികൾ 10-20% മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. ട്രാൻസിസ്റ്റർ സവിശേഷതകൾ, ഉൽപ്പാദനച്ചെലവിൽ 2% മാത്രം വർദ്ധനവ്.

കൂടാതെ, 90nm പ്രോസസ്സ് ചിപ്പിൽ ഏഴ് പാളികൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു (ചിത്രം 14), 130nm പ്രക്രിയയേക്കാൾ ഒരു ലെയർ കൂടുതൽ, അതുപോലെ കോപ്പർ ഇന്റർകണക്‌ടുകളും.

ഈ സവിശേഷതകളെല്ലാം, 300mm സിലിക്കൺ വേഫറുകളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച്, പ്രകടനത്തിലും ഉൽപാദന അളവിലും ചെലവിലും ഇന്റലിന് നേട്ടങ്ങൾ നൽകുന്നു. ഉപഭോക്താക്കൾക്കും പ്രയോജനം ലഭിക്കുന്നു, കാരണം ഇന്റലിന്റെ പുതിയ പ്രോസസ്സ് സാങ്കേതികവിദ്യ വ്യവസായത്തെ മൂറിന്റെ നിയമത്തിന് അനുസൃതമായി വികസിക്കുന്നത് തുടരാൻ അനുവദിക്കുന്നു, പ്രോസസർ പ്രകടനം വീണ്ടും വീണ്ടും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.