Данас, уз континуирано побољшање процеса производње чипа, у чипу може бити више од 10 милијарди транзистора. Како је инсталирано толико транзистора?
1
Када се чип стално повећава, унутра изгледа као огроман град.
Ово је СЕМ фотографија одозго надоле. Можете јасно видети слојевиту структуру унутар ЦПУ-а. Ширина линије постаје ужа како се спуштате, ближе слоју уређаја.
Ово је пресек ЦПУ-а. Можете јасно видети слојевиту ЦПУ структуру. Чип је распоређен у слојевима. Овај ЦПУ има око 10 слојева. Најнижи слој је слој уређаја, који је МОСФЕТ транзистор.
Када се Мос цев увећа у чипу, може се видети тродимензионална структура попут „подијума“. Транзистор нема индуктивност, отпорност или друге уређаје који су склони стварању топлоте. Горњи слој је електрода ниског отпора, која је од доње платформе одвојена изолатором. Генерално користи полисилицијум П или Н типа као сировину за капију, а изолатор испод је силицијум диоксид.
Две стране платформе су извор и одвод додавањем нечистоћа, а њихове позиције се могу заменити. Удаљеност између њих је канал, и то растојање одређује карактеристике чипа.
Наравно, транзистори у чипу нису само Мос цеви, већ и транзистори са три капије. Транзистори се не постављају, већ се гравирају током производње чипа.
Када дизајнира чип, дизајнер чипа ће користити ЕДА алате за планирање распореда чипа, а затим руту и руту.
Ако зумирамо дизајнирано коло капије, беле тачке су супстрат, а неке зелене ивице су допирани слојеви.
Ливница вафла је произведена према физичком распореду који је дизајнирао дизајнер чипова.
Постоје два тренда у производњи чипова. Један је да облатне постају све веће и веће, тако да се више чипова може исећи да би се уштедела ефикасност. Други је процес производње чипова. Концепт производног процеса је заправо величина капије, која се такође може назвати У структури транзистора, струја тече од извора ка одводу, а капија (капија) је еквивалентна капији, која је углавном одговорна за контролисање укључивања-искључивања извора и одвода на оба краја.
Струја ће се изгубити, а ширина капије одређује губитак када струја прође, што се манифестује у заједничкој производњи топлоте и потрошњи енергије мобилних телефона. Што је ширина ужа, то је мања потрошња енергије. Минимална ширина (дужина капије) капије је производни процес.
Сврха скупљања нанометарског процеса је да се више транзистора спакује у мањи чип, тако да чип неће постати већи због технолошког побољшања.
Али ако учинимо капију мањим, што ће струја брже тећи између извора и одвода, то ће процес бити тежи.
Процес производње чипова подељен је на седам главних производних области, а то су дифузија, фотолитографија, јеткање, јонска имплантација, раст филма, полирање и метализација. Фотолитографија и гравирање су два основна корака.
Транзистори су гравирани литографијом и гравирањем, а литографија је да направи кола и функционалне области потребне за производњу чипова.
Светлост коју емитује фотолитографска машина користи се за излагање листа обложеног фоторезистом кроз фотомаску са шаром. Улога графа.
Ово је улога литографије, слична сликању фотоапаратом. Фотографија снимљена камером штампа се на негативу, а литографија не штампа фотографију, већ шему кола и друге електронске компоненте.
Јеткање је процес селективног уклањања нежељеног материјала са површине силицијумске плочице коришћењем хемијских или физичких метода. У уобичајеном току обраде плочица, процес јеткања се налази након процеса фотолитографије, а слој фотоотпорног узорка неће бити значајно еродиран извором корозије током јеткања, како би се завршио процесни корак преноса узорка. Процес гравирања је кључни корак у реплицирању узорака маске.
слика
Међу њима, материјал који је укључен је фоторезист. Морамо да знамо да је дизајн кола прво написан на фотомаски ласером, а затим се извор светлости зрачи кроз маску на површину силицијумске плочице са фоторезистом, узрокујући површину експозиције. Фоторезист има хемијски ефекат, а затим Изложено или неекспонирано подручје се раствара и уклања развојном технологијом, тако да се узорак кола на маски преноси на фоторезист, а на крају се узорак преноси на силицијумску плочицу технологијом нагризања.
Фотолитографија се дели на два основна процеса, позитивну фотолитографију и негативну фотолитографију, према разлици између позитивне и негативне фотолитографије. У позитивној фотолитографији, структура експонираног дела позитивног резиста се уништава и испере растварачем, тако да је шара на фоторезисту иста као и шара на маски.
Супротно томе, у литографији негативних тонова, изложени део негативног отпорника се стврдњава и постаје нерастворљив, а део маске се испере растварачем, чинећи шару на фоторезисту супротним узорку на маски.
Можемо једноставно објаснити овај корак са микро нивоа.
Унапред направљена фоторезист плоча се прекрива на плочицу (или силицијумску плочицу) обложену фоторезистом, а затим се облата зрачи ултраљубичастим зрацима одређено време кроз плочу фоторезиста. Принцип је коришћење ултраљубичастих зрака за деградацију дела фоторезиста и олакшавање корозије.
Фоторезист за растварање: фоторезист изложен ултраљубичастом светлу у процесу фотолитографије се раствара, а узорак који је остао након уклањања је у складу са оним на маски.
„Јеткање“ значи да се након фотолитографије оштећени део фоторезиста (позитивног отпора) угравира раствором за јеткање, а на површини плочице се види узорак полупроводничког уређаја и његов спој. Затим користите друго решење за јеткање да бисте урезали плочицу да бисте формирали полупроводничке уређаје и њихова кола.
Уклањање фоторезиста: Након што је нагризање завршено, мисија фоторезиста се проглашава завршеном, а дизајнирани узорак кола се може видети након уклањања.
Више од 10 милијарди транзистора је исклесано на овај начин, а транзистори се користе у широком спектру дигиталних и аналогних функција, укључујући појачавање, пребацивање, регулацију напона, модулацију сигнала и осцилаторе.
Више транзистора може повећати рачунарску ефикасност процесора; штавише, смањењем величине може се смањити и потрошња енергије; коначно, након што се чип смањи у величини, лакше га је прикључити на мобилни уређај како би се задовољиле потребе будућег проређивања и осветљавања.
Слика Попречни пресек транзистора чипа
Након 3нм, тренутни транзистори више нису прикладни, а индустрија полупроводника тренутно развија нанолистове ФЕТ-ове (ГАА ФЕТ-ове) и наножичне ФЕТ-ове (МБЦФЕТ-ове), који се сматрају напретком за данашње финФЕТ-ове.
Самсунг се клади на ГАА гате-ароунд транзисторску технологију, коју ТСМЦ тек треба да објави конкретне детаље процеса. Самсунг је први пут најавио ГАА сурроунд гејт транзистор 2019. Према званичној изјави компаније Самсунг, на основу нове ГАА транзисторске структуре, Самсунг је произвео МБЦФЕТ (Мулти-Бридге-Цханнел ФЕТ, транзистор са ефектом поља са више мостова) коришћењем наносхеет уређаја. ), који може значајно побољшати перформансе транзистора и заменити ФинФЕТ транзисторску технологију.
слика
Поред тога, МБЦФЕТ технологија је такође компатибилна са постојећом ФинФЕТ производном технологијом и опремом, чиме се убрзава развој процеса и производња.
2
