Výroba mikroprocesorů

1. Výroba mikroprocesorů Obr. 1

2. Výroba mikroprocesoru • Výroba mikroprocesoru je komplexní a náročný proces, který má přes 300 kroků. • Mikroprocesory se vyrábějí vrstvením materiálů na tenké kulaté pláty křemíku, tzv. waffery pomocí různých postupů s využitím chemikálií, plynů a světla.

3. Polovodičové pláty • Polovodičové pláty (waffery) dnes mají obvykle průměr 300mm (400mm). Vyrábějí se z křemíku, hlavní složky běžného říčního písku, který byl "ultravyčištěn", zkapalněn a zformován do dlouhých válců nazývaných ingoty. • Ingoty se rozřežou na tenké pláty, jež se opracovávají a čistí, dokud nemají bezchybný, zrcadlově hladký povrch.

4. Výroba mikroprocesoru začíná kladením izolační vrstvy oxidu křemičitého na vyčištěný plát. • Vrstva oxidu slouží také jako elektrická brána, která buď umožňuje, nebo zabraňuje toku elektrického proudu uvnitř mikročipu. oxid křemičitý křemík Obr. 2

5. Fotolitografie • Je to proces, při němž jsou vzory obvodů tištěny na povrch plátu, je další v řadě. • Nejdříve se na plát nanese dočasná vrstva materiálu citlivého na světlo, která se nazývá fotorezist. fotorezist

6. Fotolitografie • Skrze průhledná místa šablony, označované fotomaska nebo maska, svítí na vybraná místa fotorezistu ultrafialové světlo. • Osvit chemicky změní nezakryté plochy fotorezistu. maska

7. Fotolitografie • Exponované plochy fotorezistu se odstraní, čímž se odhalí část oxidu křemičitého pod opticky citlivou vrstvou. Odhalený oxid křemičitý je odstraněn chemickým "rytím". Pak se odstraní zbývající fotorezist a na křemíkovém plátu zůstane vzor oxidu křemičitého. vyvolání leptání odstranění fotorezistu

8. Fotolitografie • V dalších litografických a rycích fázích se na plát nanášejí další materiály jako polysilikon, který vede elektřinu. • Každá vrstva materiálu má jedinečný vzor - dohromady vytvoří trojrozměrnou strukturu obvodu čipu.

9. Fotolitografie • Pro spojování jednotlivých vrstev se používá v dnešní době převážně měď. • Donedávna se používal hliník, který byl levnější, ale takto vyrobený čip vykazoval větší energetické ztráty a více se zahříval.

10. Fotolitografie • Z hlediska kvality a povedenosti každého jádra lze často slyšet pojem „speed binning“, což je právě třídění jednotlivých čipů podle jejich kvality. • Dnes, kdy se na spotřebu procesoru začíná brát výraznější zřetel, je to jeden z podstatných ukazatelů. Nejlepší čipy mohou být použity jako nízkonapěťové nebo naopak vysoce taktované modely, za které si firmy účtují prémiové ceny.

11. Otázky k opakování • Co je to tzv. waffer? • Jaké základní části se používají při fotolitografii? • Jaký materiál se používá pro spojování jednotlivých vrstev mikroprocesoru?

12. Použité zdroje • BLÁBOLIL, R. Informační a komunikační technologie. 3. rozšířené vydání. České Budějovice: KOPP, 2011. s. 27 • BLÁBOLIL, Roman. Www.blabik.cz: Podpora výuky: „Technické vybavení osobních počítačů“ [online]. 27. srpna 2012 8:55. Dostupný z WWW: <http://www.blabik.cz/vyuka/ict/02_Technicke_vybaveni_osobnich_pocitacu.pdf>. • MELIŠKA, Michal. Technet.idnes.cz: NTB & Tablety: „Jak se vyrábí mikroprocesor?“ [online]. 27. srpna 2012 9:00. Dostupný z WWW: http://notebooky.idnes.cz/tech-a-trendy-nb.aspx?r=tech-a-trendy-nb&c=A020116_5160161_tech-a-trendy-nb Použité obrázky: • Obr. 1 [cit. 2012-08-26] Dostupný pod licencí GNU Free DocumentationLicense na WWW:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a1/Wafer_2_Zoll_bis_8_Zoll.jpg • Ostatní obrázky vlastní.