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