Өндіріс технологиясы мен негізгі

Бірінші кезеңде таза кремний монокристалын өсіреді, онда қоспа 
концентрациясы 0,1 миллион пайыздық үлесінен көп емес. Алынған 
кристалл өзектер 150 ... 300 мм диаметрге дейін жетеді. Одан ары қарай 
өзектер қалыңдығы 200 ... 600 нм болатын пластина-төсемдерге кесіледі, 
олар диэлектрлік қорғау қабығы бетінде кремний диоксидін алу 
мақсатында тегістеу мен тотығуға ұшырайды — SiO
2
(сур. 2.11, а). 
Төсемдерге жарыққа сезімтал қабат – фоторезистті салады. 
Келесі кезеңде фотолитографиялық процесті орындайды, оның 
барысында сурет қалыптасады – бірнеше ондаған схемалардың бір уақытта 
қосылу схемасы. Фотоқабықпен жабылған пластиналар қажетті 
қосылыстардың суреттері бар фотошаблон арқылы ультракүлгінмен 
сəулеленеді (сур. 2.11, б). Ультракүлгінмен сəулелену кезінде 
фоторезисттің фотошаблонның түссіз аймақтарында болған бөліктерінің 
химиялық құрамы өзгереді, оларды жоюға мүмкіндік береді 
(сур. 2.11, в), 
мысалы, ерітумен (химиялық өңдеу). 
2.11 
-сурет. CPU ядросын дайындау технологиялық процесі:
а — ж — негізгі кезеңдері 
50 

Бұдан əрі өңдеу барысында көрініп қалған учаскелерді кремний 
диоксидінен тазартады (сур. 2.11, г, д). Содан соң келесі деңгейді 
қалыптастыру үшін жаңа фотошаблонды қолданады. Процесс 
ядроның барлық құрылымы жаңғыртылмағанша 20 реттен аса 
қайталанады. 
Ары қарай пластина бетінде керекті қасиеттері бар учаскелерді 
алу үшін əр түрлі қоспаларды қосу жолымен кремний құрылымын 
өзгертуді жасайды (p—n-облыстарды қалыптастыру). 700 ... 14 000 
°С шамадағы температурада диффузия процесі, яғни кремнийге 
талап етілетін қсопалардың фотолитография процесінде ашық 
учаскелерінде қоспалардың енуі жүреді (2.11 сурет, е). Бұл кезеңді 
қалыңдығы шамамен 1 мкм болатын SiO
2
қорғаныш қабатын 
жүргізу аяқтайды. 
Келесі кезең қаптаманың аяқтарын немесе контактілерін жəне 
кристалдың өзін байланыстыратын металл қосылыстарды төсеумен 
байланысты (2.11 сурет, ж). Алтын, алюминий немесе мыс 
қосылыстары қолданылуы мүмкін. Топологиялық өлшемі – ток 
өтетін жол ені 0,13 мкм, көршілес жолдар арасындағы қашықтық – 
0,13 мкм технологияларда Intel корпорациясы мыс өткізгіштерді 
қолданады, ал 0,18 мкм-техпроцесс кезінде алюминий қолданылған. 
Ары қарай пластиналар жеке микросхемаларға кесіледі, тестіленеді 
жəне корпустарға орнатылады. 
Микропроцессорлардың 
параметрлерінің 
болашақтағы 
жетілдірілуі жаңа технологиялық шешімдерді іздеумен байланысты. 
CPU өнімділігі мынадай негізгі параметрлермен сипатталады: 
интеграция дəрежесі; өңделетін деректердің разрядтылығы; тактілік 
жиілік; CPU адрестеле алатын жады; орнатылған кэш-жады көлемі. 
Сонымен қатар CPU өндіріс технологиясы, қоректену кернеуі, 
формфактор жəне т.б. бойынша айрықшаланады. 
CPU микросхемасының (чиптың) и н т ег р ац и я д ə р е ж е сі 
транзисторлардың қай саны оған сиятынын көрсетеді. Intel 
корпорациясының 
негізін 
қалаушыларының 
бірі, 
микропроцессорларды жасап шығарумен айналысқан Гордон Мур 
1965 ж. уақытқа байланысты кристалда транзисторлар санының 
артуы заңдылығын орнатты: əрбір 18 айда бір кристалдағы 
транзисторлар саны оның құны сақталған уақытта екі еселенеді. 
Осы эмпирикалық формула «Мур Заңы» деп аталады, 
микропроцессорлардың жетілдірілу тəжірибесімен расталады жəне 
жоғары технологиялар саласында байқалатын адам айтқысыз жарып 
өтуді бейнелейді 
51 

Бірінші буын процессорларының (8086/8088) чиптарында 0,029 млн 
транзистор сиятын болса, онда ХХІ ғ екінші онжылдығының басында 
процессорлада бірнеше миллиард транзистор болатын. Сонымен қатар 
мұндай процессордың ең кіші құрылымының өлшемі 14 — 15 нм 
құрайды. 
Зертханаларда 
элементтерінің 
өлшемдері 
9 
нм 
болатын 
транзисторлар пайда болған.. 
Өңделетін деректердің разрядтылығы процессор біруақытта өңдей 
алатын ақпараттың бит санымен анықталады: 16, 32 немесе 64. 
Алғашқы 64-разрядты процессор 2001 ж. пайда болды — Intel Itanium. 
Д К т а к т і л ік ж иі л іг і əр түрлі компоненттердің жұмысын 
синхрондайтын тактілік генератор (System Clock) жұмысының 
жиілігімен анықталады. Тактілік генератор жұмысының жиілігі 
мегагерцпен өлшенеді. Егер алғашқы ДК-де 8 МГц жиілікпен 
процессор, жады, енгізу-шығару шинасы жұмысын синхрондайтын бір 
тактілі генератор болса, онда заманауи ДК-де əр түрлі жиіліктерде 
жұмыс істейтін бірнеше тактілік генераторлар болады. ДК жүйесінің 
жиілігі жүйелік шина жиілігімен анықталады, сонымен қатар ДК-дің 
қалған барлық компоненттерінің тактілік жиіліктері жүйелік шина 
жиілігіне еселенген болады. Мысалы, Pentium II CPU бар 266 МГц 
тактілік жиілікпен жұмыс істейтін ДК жүйесіндегі тактілік жиіліктері 
құрайды (МГц): 66 — жүйелік шина үшін; 133 — екінші деңгейлік 
кэш-жады үшін; 33 — PCI шинасы үшін жəне 8,3 — ISA шинасы үшін. 
Сонымен, барлық жүйенің өнімділігі тұтас жүйелік шинаның тактілік 
жиілігінен тəуелді болады. 
CPU адрестеле алатын жады көлемі ДК жедел жады көлемімен 
анықталады, өйткені, CPU өңдейтін деректер RAM-да орналасуы керек. 
Егер бірінші буын ДК процессорлары адрестелетін жадының 1 Мбайт 
ең үлкен көлемге ие болса, алтыншы жəне жетінші буынның 
процессорларында бұл шама 64 Гбайт құрайды, ал Intel Itanium 
процессорында — 4 Тбайт (Тбайт [terabyte] — 1 024 Гбайт-қа тең жады 
көлемінің өлшем бірлігі). 

жүктеу/скачать 7.08 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: