如何制作一個微處理器呢?
微處理器是通過光刻工藝進行加工的,因此微處理器可以擁有20多層的晶體管。晶體管其實就是一個雙位的開關:即開和關。開和關,對于機器來說即0和1。那么,如何制作一個微處理器呢?
首先需要一張利用激光器剛剛從硅柱上切割下來的硅片,它的直徑約為20厘米。每一張硅片可以制作數(shù)百個微處理器。每一個微處理器不足1平方厘米。
下一步,在硅片上鍍膜,也就是增加一層二氧化硅構成的絕緣層。隨后,再鍍上一種稱為“光刻膠”的材料。這種材料在經過紫外線照射后會變軟、變粘。再把微處理器電路設計的照相掩模貼放在光刻膠的上方。
重要的一步是曝光。將掩模和硅片用紫外線曝光,掩模的作用是允許光線照射到硅片上的某區(qū)域而不能照射到掩蓋住的區(qū)域,然后,用一種溶液將光線照射后完全變軟變粘的光刻膠區(qū)域除去,這就露出了其下面的二氧化硅。
最后,除去暴露的二氧化硅以及殘余的光刻膠。電路的基本形式大功告成。
接著,硅片用一種化學離子混合液進行處理。這樣,被處理的區(qū)域的導電方式就改變了,使每個晶體管可以通、斷或攜帶數(shù)據(jù)。這個工藝一次又一次地重復,就制成該微處理器的許多層。不同層可以聯(lián)接起來。
然后,把這個半成品接入自動測試設備中,進行每秒高達1萬次的檢測,確保它能正常工作。在通過所有的測試后再將它封入一個陶瓷的或塑料的封殼中,然后,制作出來的芯片就可以很容易地裝在一塊電路板上了。
看起來,這個過程似乎花不了那么多錢,那么,微處理器為什么還是價格很高呢。這主要是工藝中要使用無菌防塵技術的問題。
生產微處理器的環(huán)境要非常干凈。相比之下,工廠中生產芯片的超凈化室比醫(yī)院的手術室要潔凈1萬倍。“一級”的超凈化室最為潔凈,每平方英尺只允許有一粒 灰塵。讓人咋舌。達到如此一個無菌的環(huán)境當然要采取許多特殊措施,例如,空氣每分鐘要徹底更換一次。工作人員穿著特殊的稱為“兔裝”的工作服,穿著時必須 經過含有54個單獨步驟的嚴格著裝程序。
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