|
|
| Anasayfa » İşlemci (CPU) » |
Yarıiletken Üretimi 101
Yonga Plakası Fabrikasyonu
İşlemcinin ilk üretim kısmı temiz bir oda da gerçekleştirilmiş olmalıdır; önemli noktalardan bir tanesi ise bu tür teknoloji için kullanılan donanımların aşırı derecede pahalı olmalarıdır. Gerekli tüm teçhizatlarla birlikte modern bir üretim fabrikası kurmak için yaklaşık olarak 2 - 3 milyar dolarlık bir sermayenin yanında işlemcinin seri üretimine geçmesi için fabrikanın birkaç aylık test aşamasından geçmesi gerekir.
Kısaca bahsedersek eğer, üretim süreci yonga plakası üzerine birkaç aşamadan oluşmaktadır. Bu süreçlerin içerisine "yonga plakası barı" (wafer ingots) da dahil etmek gerekir. Bu bar sonraki aşamalara geçebilmek için dilim dilim kesilir.
Yonga Plakası Üretimi
Resim kaynağı: alibaba.com
Her şey bir monokristalin büyümesiyle başlar. Bu büyüme, kristal bir tohumun, ergime noktası polikristalin ham silisyumun hafifçe üstünde erimiş bir silisyum banyosunda, asılı kalmasıyla olur. Burda kristali çok yavaş bir şekilde meydana getirmek çok önemlidir (bu işlem yaklaşık bir gün sürer); öyle ki bu şekilde düzgün bir atom hizalanması yaratılır. Birçok kristal kafesten oluşan silisyum polikristal veya amorf bir silisyum, yani ham madde, elektriksel açıdan istenmeyen yüzey yapıları meydana gelmesini sağlamaktadır. Silikonun erimiş olması farklı (uyarıcı maddeler - dope) doping maddelerin eklenebilmesini ve bu sayede elektriksel özelliklerinin değiştirilmesini sağlar. Silisyumun oksitlenmesini engellemek için tüm bu işlemler yalıtılmış bir atmosferik ortamda yapılması gerekmektedir.
Mono kristalin dilimler halinde kesilmesi için elmastan dairesel (annular) testere kullanılır çünkü bu çok hassas olmakla birlikte ham yonga plakasında düzensizlikler oluşturmaz. Yüzeyin istenildiği kadar düzgün olması için yonga plakası gerekli bazı aşamalardan geçmektedir.
 Alüminyum oksit gibi aşındırıcı maddelerin yardımıyla yonga plakasından ince katmanların kaldırılması için döner çelik tabaklar kullanılır; bu işleme alıştırma (lapping = taşırma, bindirme) denir. Bu işlem sayesinde düzensizliklerin kalınlığını yaklaşık 0.05mm ile 0.002mm. (2000 nm.) arasında kalmaktadır. Bundan sonraki adım ise yonga hamurunun köşelerini yuvarlaklaştırmaktır, çünkü keskin köşeler katmanların soyulmasına sebep olabilirler. Bunun devamında etching (güçlü kimyasal ile katman kaldırma işlemi) işlemi, çeşitli kimyasalların (asidik asit, nitrik asit, hidroflorik asit) kullanımı ile gelmektedir. Bu sayede düzey yaklaşık 50 µm daha düzleştirilmiş olur.
Son aşama ise cilalama işlemidir, bu sayede kalınlık yaklaşık üç nm'ye düşürür. Bu işlem sodyum hidroksit ve silisyum tanelerinin karışımı ile yapılır.
Günümüzde mikroişlemciler için üretilen yonga plakların çapları 200 mm ile 300mm arasındadır. Bu sayede tek bir yonga plakasıyla üreticiler çok sayıda işlemci bloğu (die) elde edebilirler. Gelecek adımlar da ise 450 mm'lik yongaların üretilmesi var, ancak bunun 2013'ten önce mümkün olması beklenmiyor. Genelde, yonga plakasının boyutlarının büyümesi demek aynı bloklarla daha yüksek adetlerde üretim yapılması anlamına gelmektedir. Bir 300 mm yonga plakasındaki yonga sayısı bir 200 mm yonga plakasındaki yonga sayısının en azından iki katıdır.
Geri | İleri: Doping Ve Difüzyon
|
|
|
|
|
