і транзистора може скласти аж до 30%, якщо залишити частоту тієї ж, спираючись на енергозбереження, то там плюс може бути і більшим - до 50%. Нарешті, характеристики каналу стають більш передбачуваними, а сам транзистор стає більш стійким до спорадичним помилкам, на зразок тих, що викликають космічні частинки, потрапляючи в субстрат каналу, і непередбачено іонізуючи його. Тепер, потрапляючи в підкладку, розташовану під шаром ізолятора, вони ніяк не позначаються на роботі транзистора. Єдиним мінусом SOI є те, що доводиться зменшувати глибину області емітер/колектор, що прямо і безпосередньо позначається на збільшенні її опору в міру скорочення товщини. І нарешті, третя причина, яка сприяла уповільненню темпів зростання частот - це низька активність конкурентів на ринку. Можна сказати, кожен був зайнятий своїми справами. AMD займалася повсюдним впровадженням 64-бітових процесорів, для Intel це період удосконалення нового техпроцесу, налагодження для збільшена виходу придатних кристалів.
Отже, необхідність переходу на нові техпроцеси очевидна, але технологам це дається щоразу все з великими труднощами. Перші процесори Pentium (1993 г) вироблялися по техпроцесу 0,8 мкм, потім по 0,6 мкм. У 1995 році вперше для процесорів 6-го покоління був застосований техпроцес 0,35 мкм. У 1997 році він змінився на 0,25 мкм, а в 1999 - на 0,18 мкм. Сучасні процесори виконуються за технологією 0,13 і 0,09 мкм, причому остання була введена в 2004 році. Очевидно, що чим товще цей шар, тим краще він виконує свої ізоляційні функції, але він є складовою частиною каналу, і не менш очевидно, що якщо виробники збираються зменшувати довжину каналу (розмір транзистора), то треба зменшувати його товщину, причому, вельми швидкими темпами. До слова кажучи, за останні кілька десятиліть товщина цього шару складає в середньому близько 1/45 від всієї довжини каналу. Але у цього процесу є свій кінець - як стверджував все той же Intel, при продовженні використання SiO2, як це було протягом останніх 30 років, мінімальна товщина шару становитиме 2.3. нм, інакше витік придбає просто нереальні величини. Для зниження подканальной витоку до останнього часу нічого не робилося, зараз ситуація починає змінюватися, оскільки робочий струм, поряд з часом спрацьовування затвора, є одним з двох основних параметрів, що характеризують швидкість роботи транзистора, а витік у вимкненому стані на ньому безпосередньо позначається - на збереженні необхідної ефективності транзистора. Припадає, відповідно, піднімати робочий струм, з усіма витікаючими наслідками.
Основні етапи виробництва.
Виготовлення мікропроцесора - це складний процес, що включає більше 300 етапів. Мікропроцесори формуються на поверхні тонких кругових пластин кремнію - підкладках, в результаті визначеноїпослідовності різних процесів обробки з використанням хімічних препаратів, газів і ультрафіолетового випромінювання.
Підкладки зазвичай мають діаметр 200 міліметрів. Однак корпорація Intel вже перейшла на пластини діаметром 300 мм. Нові пластини дозволяють отримати майже в 4 рази більше кристалів, і вихід придатних значно вище. Пластини виготовляють з кремнію, який очищають, плавлять і вирощують з нього довгі циліндричні кристали. Потім кристали розрізають на тонкі пластини і полірують їх до тих пір, поки їх поверхні не стануть дзеркально гладкими і вільними від дефектів. Далі послідовно циклічно повторюючись виробляють термічне оксидування, фотолитографию, епітаксії.
У процесі виготовлення мікросхем на пластини-заготовки наносять у вигляді ретельно розрахованих малюнків найтонші шари матеріалів. На одній пластині поміщається до декількох сотень мікропроцесорів. Весь процес виробництва процесорів можна розділити на кілька етапів: вирощування діоксиду кремнію і створення провідних областей, тестування та виготовлення.
Вирощування діоксиду кремнію і створення провідних областей.
Процес виробництва мікропроцесора починається з вирощування на поверхні відполірованою пластини ізоляційного шару діоксиду кремнію. Здійснюється цей етап в електричній печі при дуже високій температурі. Товщина оксидного шару залежить від температури і часу, який пластина проводить в печі. Потім слід фотолітографія - процес, в ході якого на поверхні пластини формується малюнок-схема. Спочатку на пластину наносять тимчасовий шар світлочутливого матеріалу - фоторезист, на який за допомогою ультрафіолетового випромінювання проектують зображення прозорих ділянок шаблону, або фотомаски. Маски виготовляють при проектуванні процесора і використовують для формування малюнків схем в кожному шарі процесора. Під впливом випромінювання засвічені ділянки фотослоя стають розчинними, і їх видаляють за допомогою розчинника (плавикова кислота), відкриваючи знаходиться під ними діоксид кремнію. Відкритий діоксид кремнію видаляють за...
