Die Herstellung

eines Prozessors

Um Chips zu fertigen benötigt man vorher sogenannte Waver.

Diese werden aus dicken Silizium-Mono-Kristallen hergestellt

Waver = hauchdünne Scheibe aus Halbleitermaterial aus der später mehrere Chips gleichzeitig

entstehen

Die Waverherstellung

1. Quarzsand (Siliziumoxid) auf 1900 Grad Celsius erhitzen.

2. Destilieren des flüssigen Quarzsandes.3. Zwischenschritt: unter Zugabe von

Chlorwasser erhält man Trichlorisan.4. Aufheizung auf 1200 Grad Celsius.5. Zugabe von Wasserstoff, wodurch man das

hochreine Polysilizium erhält.6. Anlagerung des Polysilizium an Dünnstäbe

aus Reinstsilizium.7. Zucht eines Monokristalls mit

gleichmäßiger Gitterstruktur.8. Der erstarrte Monokristall wird

abgeschliffen.9. Zerlegen des Monokristalls mit

Drahtsägen.10.Die einzelnen Scheiben werden jetzt

Waver genannt.

Risiken bei der Herstellung sind:

Verschmutzungen

Erschütterungen

Stromschwankungen

uvm.

Hier wird der spröde Mono-kristall mit Hilfe von Diamant-

scheiben abgeschliffen

Nach dem Schmelzen:

Brocken aus hochreinem Silizium

Monokristall nach Verlassen des Schmelztiegels

Säge mit der der Monokristall in Waver

geschnitten wird. Aus

einem Rohling können bis

zu 300 Scheiben geschnitten

werden.

Beim Transport der Waver sind diese in einer antistatischen Kassette

verpackt.

Röntgenbild

der ver-

schiedenen Schichten eines

Halbleiters

Belichtungsapparat für Chipstrukturen

Werke in denen Chips/ Prozessoren hergestellt werden nennt man FABS.

Dort werden die Chips in sogenannten Reinräumen der Kategorie 10 hergestellt. Dies bedeutet, dass sich nur 10 Partikel

auf 1 Kubikfuß Luft befinden dürfen.

In diesen Räumen ist auch Temperatur, Luftfeuchtigkeit exakt kalibriert

(eingestellt).

Reinräume stehen auf extrem schwingungsarmen Fundamenten, da

sonst durch Erschütterung die Genauigkeit in der Verarbeitung nicht mehr

eingehalten werden kann.

In Reinräumen darf nur mit besonderer antistatischer Kleidung und Mund-,

Haar-,Hand- und Fußschutz gearbeitet werden.

1. Schichtherstellung

2. Isolierung

3. Ätzung

4. Einstellung der Leitfähigkeit

Allgemein kann man sagen, dass sich die Herstellung von Chips in immer

wiederkehrende Prozesse aufteilen lässt:

Zur Chipherstellung sind insgesamt mehrere hundert Einzelschritte

notwendig. Die modernen Prozessoren bestehen meist aus 6 - 7 Schichten.

Prozessor Die

Der Chip wird auch als Die (sprich: „daai“) bezeichnet.

Genau genommen wird mit „Die“ eine winzige Halbleiterschicht

bezeichnet auf der sich die einzelnen Schaltungen befinden.

Werke von AMD

in Bangkok,

Singapur, Penang

Sterilraum der Firma AMD in einem Werk (FAB) der U.S.A.

Wie werden Prozessoren

ausgeliefert ?

1. DIP= Dual Inline Package Bsp. 8086, 8088 oder heute noch im BIOS im Einsatz. Hier werden die Chips rechts/ links mit einer Pinreihe versehen

2. PGA= Pin Grid Array Bsp. 80386, 80486. Die Pins befinden sich hier an 4 verschiedenen Reihen an der Unterseite der Chips.

3. PPGA= Plastic Pin Grid Array Bsp. Neueste Version des Intel- Celeron Prozessor. Das Material der Verpackung wird deklariert.

4. CPGA= Ceramic Pin Grid Array Bsp. AMD K6 und K6/2. Hier ist die Prozessorverpackung aus Keramik.

Um die rohen Chips/Prozessoren zu schützen werden Sie vor der Auslieferung in Gehäuse verpackt. So sind Sie außerdem einfach auf

Mainboards zu installieren.

5. FCPGA= Flipchip - Pin Grid Array Bsp. Pentium 3. Hier ist der Prozessor und der 2nd Level Cache übereinander in einer Box angebracht.

6. SECC= Single Edge Contact Cardrigde Bsp. Pentium 2 und 3, AMD Athlon. Hier ist Prozessorkern und 2nd Level Cache fest mit stabilem Plastik verkapselt.

7. SEPP= Single Edge Prozessor Package Bsp. Celeron Wie SECC jedoch ohne die feste Plastikschicht.

8. MMO= Mobile Module Bsp. Notebooks mit Pentium Prozessoren. Hier sind der Prozessor, Cache und Chipsatz auf kleinstem Raum untergebracht.

9. TCP= Tape Carrier Packaging Alle Chips werden in dieser Form praktisch ohne Verpackung hergestellt. Sie werden direkt auf die Hauptplatine aufgelötet