İşlemci Nasıl Üretilir | Resimli Anlatım

S.a / A.S

Bu Konu Altında Bir İşlemcinin Üretilirken Ne Gibi Aşamalardan Geçtiğini Resimler ve Yazılarla Birlikte Göreceğiz..



Kum, %’i oranında silikon içerir. Silikon oksijenden sonra yerkürenin
kabuğunda en çok bulunan elementtir. Kum, özellikle de kuvars (quartz)
içeriğinde silikon dioksit (SiO2) halinde bol miktarda silikon içerir
ve yarı iletken üretimi için vazgeçilmez bir malzemedir.



Kum, çeşitli aşamalardan geçirilerek içinde bulunan silikon
ayrıştırılır. Silikon yeterli saflığa ulaştığında elektronik malzeme
üretimine hazır hale gelir. Ortaya çıkan elektronik üretimine uygun
silikon o kadar saftır ki her bir milyar silikon atomu içinde bir tane
yabancı atom bulunur. Saflaştırma aşaması tamamlandıktan sonra eritme
aşamasına geçilir. Resimde görüldüğü gibi saflaştırılmış eriyik haldeki
silikondan bir adet büyük bir kristal oluşturulur. Ortaya çıkan bu
mono-kristal yapıya ingot (külçe) denir.



Resimde elektronik sınıfı silikondan üretilmiş mono-kristal külçe
(ingot) görülüyor. Her bir külçe yaklaşık olarak 100 kg ağırlığa ve
%99.9999 oranında saflığa sahiptir.



Bu külçeler daha sonra kesme makinesine gönderilir ve yonga plakası
(wafer) adı verilen birbirinden ayrı ince silikon diskler haline
getirilir. Bazı külçelerin uzunluğu 1.5 metreyi geçebilir. İstenilen
plaka çapına göre farklı genişliklerde külçeler üretilebilir. Günümüzde
işlemciler genellikle 300 mm’lik plakalardan üretilirler.




Kesim işlemi tamamlandıktan sonra silikon diskler (plakalar - wafer)
ayna gibi pürüzsüz bir yüzeye sahip oluncaya kadar cilalanırlar. Intel
kendi külçe (ingot) ve plakalarını (wafer) üretmek yerine kullanmak
istediği plakaları hazır olarak başka üreticilerden temin ediyor.
Intel, gelişmiş 45 nm High-K/Metal Gate üretim sürecinde 300 mm’lik
plakalar kullanıyor bu sayede yonga başına üretim maliyetini düşürüyor.



Üstte görülen mavi sıvı fotoğraf filmlerinde de kullanılan ışığa
dayanıklı bir kaplama yüzeyi oluşturuyor. Bu işlem sırasında yonga
plakası sürekli döndürülerek kaplamanın her tarafa eşit ve ince bir
tabaka halinde yayılması sağlanıyor.




Bu aşamada ışığa karşı dayanıklı yüzey mor ötesi (UV) ışığa maruz
bırakılıyor. Mor ötesi ışık tarafından tetiklenen kimyasal reaksiyon
aslında eski tip filmli fotoğraf makinelerinin çalışma mantığına çok
benziyor.

Işığa dayanıklı kaplamanın mor ötesi ışığa maruz kalan
bölümleri çözünebilir hale geliyor. Işığa maruz kalacak yerler bir tür
şablonla belirleniyor. Mor ötesi ışığın bazı bölümleri maskelenerek
yüzey üzerinde devre desenleri oluşturuluyor. Birden fazla katmanın üst
üste bindirilmesi için işlemci üretimi sırasında bu süreç gerektiği
kadar tekrarlanıyor.

Ortada bulunan bir lens sayesinde maskeden
geçen ışık küçültülerek odaklanıyor. Genelde yüzey üzerinde ortaya
çıkan baskı maskenin büyüklüğünden dört kat küçük oluyor.



Yukarıdaki resimde tek bir transistörün gözle görülebilir boyutlara
büyütülmüş halini görüyorsunuz. Transistörler bir çeşit anahtar görevi
görürler ve yonga üzerinden geçen elektrik akımına yön verirler.
Intel’in araştırmacıları bir toplu iğne başına 30 milyon transistör
sığdırabilecek kadar küçük üretim yaptıklarını iddia ediyorlar.
M.Q