Nú á dögum, með stöðugum framförum á flísframleiðsluferlinu, geta verið meira en 10 milljarðar smára í flísinni. Hvernig eru svona margir smári settir upp?
1
Þegar flísinn er stöðugt stækkaður lítur það út eins og risastór borg inni.
Þetta er SEM mynd ofan frá. Þú getur greinilega séð lagskipt uppbyggingu inni í CPU. Línubreiddin verður þrengri eftir því sem þú ferð niður, nær tækjalaginu.
Þetta er þversniðsmynd af örgjörvanum. Þú getur greinilega séð lagskipt CPU uppbyggingu. Kubbnum er raðað í lög. Þessi örgjörvi hefur um það bil 10 lög. Lægsta lagið er tækjalagið, sem er MOSFET smári.
Þegar Mos rörið er stækkað í flísinni sést þrívíddarbygging eins og „pall“. Transistorinn hefur enga inductance, viðnám eða önnur tæki sem eru viðkvæm fyrir hitamyndun. Efsta lagið er lágviðnám rafskaut sem er aðskilið frá pallinum fyrir neðan með einangrunarefni. Það notar almennt P-gerð eða N-gerð pólýkísil sem hráefni fyrir hliðið og einangrunartækið hér að neðan er kísildíoxíð.
Báðar hliðar pallsins eru uppspretta og niðurfall með því að bæta við óhreinindum og hægt er að skipta um stöðu þeirra. Fjarlægðin á milli tveggja er rásin og það er þessi fjarlægð sem ákvarðar eiginleika flíssins.
Auðvitað eru smáriarnir í flísinni ekki aðeins Mos rör, heldur einnig þríhliða smári. Transistorarnir eru ekki settir upp heldur grafnir við flísaframleiðslu.
Þegar flís er hannaður mun flísahönnuðurinn nota EDA verkfæri til að skipuleggja skipulag flíssins og síðan leið og leið.
Ef við þysjum inn á hönnuðu hliðarrásina eru hvítu punktarnir undirlagið og sumir grænir rammar eru dópuðu lögin.
Ofnsteypa er framleitt í samræmi við líkamlegt skipulag sem hönnuðurinn hefur hannað.
Það eru tvær stefnur í flísaframleiðslu. Ein er sú að flísar verða stærri og stærri, þannig að hægt er að skera fleiri flögur út til að spara skilvirkni. Hitt er flísaframleiðsluferlið. Hugmyndin um framleiðsluferli er í raun stærð hliðsins, sem einnig má kalla. Í smárabyggingunni flæðir straumurinn frá uppsprettu til niðurfalls og hliðið (hliðið) jafngildir hliði, sem er aðallega ábyrgt fyrir stjórna kveikt og slökkt á upptökum og frárennsli í báðum endum.
Straumurinn mun tapast og breidd hliðsins ræður tapinu þegar straumurinn fer yfir, sem birtist í algengri hitamyndun og orkunotkun farsíma. Því mjórri sem breiddin er, því minni orkunotkun. Lágmarksbreidd (hliðarlengd) hliðsins er framleiðsluferlið.
Tilgangurinn með því að minnka nanómetraferlið er að pakka fleiri smára inn í minni flís, þannig að flísinn verði ekki stærri vegna tæknibóta.
En ef við gerum hliðið minna, því hraðar sem straumurinn mun flæða á milli uppsprettu og niðurfalls, því erfiðara verður ferlið.
Flísframleiðsluferlinu er skipt í sjö helstu framleiðslusvæði, sem eru dreifing, ljóslithography, æting, jónaígræðsla, filmuvöxtur, fægja og málmvinnsla. Ljósmyndafræði og æting eru tvö kjarnaþrepin.
Smári er grafið með steinþrykk og ætingu og steinþrykk er til að búa til hringrásir og virknisvæði sem þarf til flísframleiðslu.
Ljósið sem ljóslitavélin gefur frá sér er notað til að fletta ofan af blaðinu sem er húðað með ljósþolnum í gegnum ljósmyndagrímu með mynstri. Hlutverk línuritsins.
Þetta er hlutverk steinþrykks, svipað og að taka myndir með myndavél. Myndin sem myndavélin tekur er prentuð á negativið og steinþrykkið prentar ekki myndina heldur hringrásarmyndina og aðra rafræna íhluti.
Æsing er ferlið við að fjarlægja óæskilegt efni af yfirborði kísilskúffu með efnafræðilegum eða eðlisfræðilegum aðferðum. Í venjulegu flæðisvinnsluflæðinu er ætingarferlið staðsett eftir ljóslitafræðiferlið og munstraða ljósþolslagið verður ekki verulega veðrað af tæringargjafanum meðan á ætingunni stendur, til að ljúka ferlisþrepinu við mynsturflutning. Ætingarferlið er lykilskref í að endurtaka grímumynstur.
mynd
Meðal þeirra er efnið sem um ræðir photoresist. Við þurfum að vita að hringrásarhönnunin er fyrst skrifuð á ljósmyndamaskann með leysi og síðan er ljósgjafinn geislað í gegnum grímuna á yfirborð kísilskífunnar með ljósþolnum, sem veldur lýsingarsvæðinu. Ljósþolið hefur efnafræðileg áhrif og síðan óvarið eða óljóst svæðið er leyst upp og fjarlægt með þróunartækni, þannig að hringrásarmynstrið á grímunni er flutt yfir á ljósþolið og að lokum er mynstrið flutt yfir á kísilskífuna með ætingartækni.
Ljósmyndafræði er skipt í tvo grunnferla, jákvæða ljóslithography og neikvæða ljóslithography, í samræmi við muninn á jákvæðu og neikvæðu ljóslithography. Í jákvæðu ljóslithography eyðileggst uppbygging óvarða hluta jákvæðu viðnámsins og skolast burt af leysinum, þannig að mynstrið á ljósþolnum er það sama og mynstrið á grímunni.
Aftur á móti, í steinþrykk með neikvæðum tónum, harðnar óvarinn hluti neikvæðu viðnámsins og verður óleysanleg, og grímuhlutinn skolast burt af leysinum, sem gerir mynstrið á ljósþolnum andstæða mynstrsins á grímunni.
Við getum einfaldlega útskýrt þetta skref frá örstigi.
Fyrirframgerð photoresist plata er þakin á disknum (eða sílikon disknum) húðuð með photoresist, og síðan er oblátið geislað með útfjólubláum geislum í ákveðinn tíma í gegnum photoresist plötuna. Meginreglan er að nota útfjólubláa geisla til að brjóta niður hluta ljósþolsins og auðvelda tæringu.
Uppleysandi ljósviðnám: Ljósþolið sem verður fyrir útfjólubláu ljósi í ljósþynningarferlinu er leyst upp og mynstrið sem eftir er eftir fjarlægingu er í samræmi við það á grímunni.
"Etsun" þýðir að eftir ljóslithography er niðurbrotinn hluti ljósþolsins (jákvæð viðnám) etsaður burt með ætarlausn og yfirborð skífunnar sýnir mynstur hálfleiðarabúnaðarins og tengingu þess. Notaðu síðan aðra ætingarlausn til að etsa diskinn til að mynda hálfleiðaratæki og hringrásir þeirra.
Fjarlæging á ljósþolnum: Eftir að ætingu er lokið er hlutverki ljósþolsins lýst yfir lokið og hægt er að sjá hönnuð hringrásarmynstur eftir alla fjarlægingu.
Meira en 10 milljarðar smára hafa verið skornir út á þennan hátt og smára eru notaðir í margs konar stafrænar og hliðstæðar aðgerðir, þar á meðal mögnun, rofi, spennustjórnun, merkjamótun og sveiflur.
Fleiri smári geta aukið tölvuskilvirkni örgjörvans; þar að auki getur minnkað stærð einnig dregið úr orkunotkun; að lokum, eftir að flísinn hefur minnkað að stærð, er auðveldara að stinga því í farsíma til að mæta þörfum framtíðarþynningar og létta.
Image Chip Transistor Þversnið
Eftir 3nm henta núverandi smári ekki lengur og hálfleiðaraiðnaðurinn er nú að þróa nanosheet FETs (GAA FETs) og nanowire FETs (MBCFETs), sem eru talin leiðin fram á við fyrir finFETs nútímans.
Samsung er að veðja á GAA hlið-around smára tæknina, sem TSMC hefur enn ekki gefið út sérstakar ferliupplýsingar. Samsung tilkynnti fyrst GAA umgerð hlið smára árið 2019. Samkvæmt opinberri yfirlýsingu Samsung, byggt á nýju GAA smára uppbyggingu, framleiddi Samsung MBCFET (Multi-Bridge-Channel FET, multi-bridge-channel field effect transistor) með því að nota nanosheet tæki. ), sem getur verulega aukið frammistöðu smára og komið í stað FinFET smára tækni.
mynd
Að auki er MBCFET tæknin einnig samhæf við núverandi FinFET framleiðsluferlistækni og búnað og flýtir þar með fyrir þróun og framleiðslu.
2
