Usoro nke ime ibe RAM maka mbadamba
RAM (Random Access Memory) bụ otu n'ime ihe ndị kacha mkpa na mbadamba. Na-enweghị RAM, mbadamba enweghị ike ịgba ọsọ ngwa nke ọma, gbanwee n'etiti ọrụ ngwa ngwa, ma ọ bụ nọgide na-enwe nzaghachi mgbe ọtụtụ usoro na-agba ọsọ n'otu oge. N'agbanyeghị obere nha ha ma sie ike n'ime ngwaọrụ ahụ, ibe RAM bụ nsonaazụ nke usoro nrụpụta dị mgbagwoju anya, nke dị oke nkenke nke gụnyere ọtụtụ narị nzọụkwụ. Isiokwu a na-ekpuchi usoro ndị bụ isi na usoro mmepụta nke ibe RAM nke a na-ejikarị na mbadamba - nke na-abụkarị ụdị LPDDR (Low Power Double Data Rate), ebe e mere ha ka ha dị irè.
1. Nhazi na nkọwapụta ụlọ
Usoro a na-amalite ogologo oge tupu e nwee mgbawa anụ ahụ. Ndị otu nhazi na ụlọ ọrụ semiconductor na-ekpebi mkpa ahịa mbadamba: ikike (dịka ọmụmaatụ, 4GB, 8GB, 12GB), bandwit, oriri ike, na ndakọrịta na sistemụ-na-chip (SoC). Maka mbadamba ọgbara ọhụrụ, RAM aghaghị ịhazi arụmọrụ na arụmọrụ batrị. Ya mere, a na-ejikarị ọkọlọtọ dịka LPDDR4X ma ọ bụ LPDDR5/LPDDR5X eme ihe.
N'oge nhazi, ndị injinia na-emepụtakwa usoro nke mkpụrụ ndụ ebe nchekwa, ebe nchekwa ebe nchekwa, ụzọ data (ụgbọala data), na sekit nkwado dịka ihe na-eme ka amplifiers, usoro nhazi ahịrị/kọlụm, na usoro mmelite. DRAM dị iche na SRAM: DRAM na-echekwa bits site na iji obere capacitors nke a ga-eme ka ọ dị ọhụrụ mgbe niile, ebe SRAM dị ngwa ngwa mana dị oke ọnụ ma na-ewe oke ohere.
2. Nhazi na nkwenye nhazi
Ozugbo e kọwara ihe owuwu ahụ, a na-agbanwe imewe ahụ ka ọ bụrụ nhazi anụ ahụ: map zuru ezu nke ọnọdụ nke transistor, capacitors, njikọ ígwè, na oyi akwa ndị a ga-etolite na wafer silicon. Nkebi a chọrọ ngwanrọ EDA (Electronic Design Automation) na usoro nkwenye siri ike iji hụ na a na-emepụta imewe ahụ ma na-arụ ọrụ dịka ebumnuche ya si dị.
Nkwenye gụnyere ihe atụ oge, oriri ike, ịdị ike iji hazie mgbanwe, na nnwale ezi uche iji zere mmejọ ndị na-egbu egbu nke nwere ike ime ka otu wafer dum daa.
3. Imepụta wafer silicon (ihe ndị dị n'ime ala)
A na-eji wafer silicon dị ọcha eme ihe e ji kee silikọn. A na-eji usoro yiri nke Czochralski emepụta silikọn ahụ. A na-egbutu wafer ndị ahụ ka ha dị gịrịgịrị, na-eme ka ha dị larịị nke ọma, ma jiri kemịkal hichaa ha.
Àgwà wafer na-ekpebi mmepụta (pasent nke chips na-aga nke ọma). Na mmepụta semiconductor, ọbụna obere uzuzu nwere ike ibute ntụpọ na otu ihe (otu chip) ma ọ bụ ọbụna nnukwu mpaghara nke wafer.
4. Usoro ihu: nhazi nke transistors na mkpụrụ ndụ ebe nchekwa
Usoro ọzọ bụ iwulite ihe eletrọniki n'elu wafer site na usoro usoro ugboro ugboro. Nke a bụ isi ihe dị na "ihe mara mma" nke semiconductor.
a. Ngụkọta oxidation na obere oyi akwa
A na-eji obere ihe dị ka silicon dioxide, silicon nitride, ma ọ bụ ihe ọzọ dị ka dielectric kpuchie wafer ahụ. Oyi akwa a nwere ike ịrụ ọrụ dị ka ihe mkpuchi, ihe mkpuchi, ma ọ bụ dịka akụkụ nke nhazi transistor/capacitor.
b. Fotolithography (fotolithography)
Fotolithography bụ usoro nke "ise" ụkpụrụ sekit. A na-eji ihe na-egbochi ọkụ ekpuchi wafer ahụ, wee jiri igwe lithography mee ka ọ na-enwu site na ihe mkpuchi ihu. Ebe ụfọdụ na-esi ike ma ọ bụ na-agbaze (dabere na ụdị iguzogide ahụ), na-emepụta ụkpụrụ ahụ. A na-emeghachi usoro a ọtụtụ ugboro maka oyi akwa ọ bụla.
N'ime oghere mmepụta nke oge a, lithography nwere ike iji Deep Ultraviolet (DUV) ma ọ bụ Extreme Ultraviolet (EUV) mepụta obere atụmatụ. Ka atụmatụ ndị ahụ pere mpe, otú ahụ ka a ga-enwe ike itinye mkpụrụ ndụ ebe nchekwa, ike na-abawanye, na ike oriri nwere ike ibelata - ọ bụ ezie na mgbagwoju anya usoro na-abawanye.
c. Ịkpụcha ihe
Ozugbo e guzobere ụkpụrụ ahụ, a na-ewepụ ihe dị n'ebe ụfọdụ site na iji ihe akọrọ (plasma) ma ọ bụ ihe e ji mmiri mee (kemịkalụ) iji mepụta usoro achọrọ.
d. Ịdoping na itinye ion
Ka transistor wee rụọ ọrụ, mpaghara silicon ga-abụrịrị "ihe ruru unyi"—ihe ruru unyi dịka boron ma ọ bụ phosphorus ka etinyere ha iji mepụta mpaghara p-type na ụdị n. A na-eme nke a site na itinye ion na usoro annealing (kpo oku) iji mee ka kristal ahụ dị ọcha ma mee ka ihe ndị na-etinye ya rụọ ọrụ.
e. Nhazi nke DRAM capacitors
Isi ihe dị mkpa na DRAM bụ capacitor nchekwa chajị. Ebe ọ bụ na capacitors kwesịrị ibu ibu iji chekwaa chajị a pụrụ ịgụ nke ọma, mana mpaghara chip pere mpe, a na-eme atụmatụ capacitor n'ụdị atọ (3D), dị ka trench ma ọ bụ capacitors a kpọkọtara ọnụ, dabere na teknụzụ. A na-ejikarị ihe dielectric dị elu eme ihe iji mee ka capacitance dịkwuo elu na-enweghị mmụba nha anụ ahụ.
Mkpụrụ ndụ DRAM na-abụkarị otu transistor na otu capacitor (1T1C). Ọdịdị nke nhazi a na-ekpebi ihe achọrọ maka nkwụsi ike, ọsọ, na ume ọhụrụ.
5. Usoro azụ: akwa ígwè na njikọ
Ozugbo e guzobere transistors na mkpụrụ ndụ ebe nchekwa, mgbawa ahụ chọrọ "ụzọ okporo ụzọ" iji buru akara na ike. A na-eme nke a site na usoro azụ-end-of-line (BEOL): nchikọta nke ọtụtụ oyi akwa nke njikọ ígwè.
Ihe e ji ígwè mee bụ ọla kọpa nke nwere ihe mgbochi mgbasa iji gbochie ọla kọpa imebi oyi akwa ndị ọzọ. A na-etinye oyi akwa mkpuchi (dielectric) n'etiti ọla ndị ahụ iji belata ikike parasitic na ntapu mgbaàmà. Na ibe nke oge a, ọnụọgụ nke oyi akwa ígwè nwere ike ibu ibu, nke ọ bụla nwere ụkpụrụ pụrụ iche iji jikọọ ọtụtụ nde na ijeri ihe.
6. Nnyocha, usoro nhazi na njikwa mma n'ọkwa ọ bụla
N'oge usoro a niile, a na-enyocha wafers mgbe niile site na iji ngwaọrụ metrology: elektrọn microscopes, nha ọkpụrụkpụ ihe nkiri, nnwale ntụpọ, na nyocha mkpuchi (izi ezi nke ụkpụrụ dị n'etiti oyi akwa). N'ihi na otu wafer nwere ọtụtụ narị ruo puku kwuru puku ọnwụ, obere mmejọ nwere ike inwe mmetụta dị ukwuu na ọnụ ahịa.
Ụlọ ọrụ semiconductor na-eji ụkpụrụ siri ike edebe ụlọ ọcha, ebe ọ bụ na obere ihe ndị dị n'ime ya nwere ike imebi mmepụta. Ndị ọrụ na-eyi uwe pụrụ iche, a na-achịkwa ikuku ikuku iji belata mmetọ.
7. Ụdị Wafer: nnwale mbụ na ọkwa Wafer
Mgbe emechara akwa niile, a kabeghị mbepụ wafer ahụ. Nzọụkwụ ọzọ a na-akpọ wafer probing ma ọ bụ wafer sorting. Nkịta probe na-emetụ ihe nnwale aka na ihe nlele ọ bụla iji lelee ọrụ ndị bụ isi: ma enwere ike idetuo ma gụọ mkpụrụ ndụ ebe nchekwa site na ya, ma enwere ebe ọ bụla nwere nsogbu, yana njirimara eletriki dị ka ntapu na oriri ike.
A na-ahazi ihe ndị a ga-esi na ya pụta (map wafer) iji chọpụta ihe ndị dị mma na ndị nwere nkwarụ. N'oge a, ụlọ ọrụ ahụ na-enyochakwa ihe ndị a ga-enweta ma gbanwee usoro ahụ ma ọ bụrụ na achọpụta ụfọdụ ihe ndị nwere nkwarụ.
8. Ịkpụcha: ịkpụ wafer ahụ ka ọ bụrụ ihe e ji egbu anụ
A na-eji ihe e ji aka gwepịa diamond ma ọ bụ laser bee wafer ndị a nwalere n'ime obere iberibe (di) ha. A na-atụfukarị ihe e ji aka gwepịa ndị nwere nkwarụ. Ndị gafere ule ahụ gawaziri n'ọkwa nkwakọ ngwaahịa.
9. Nkwakọ ngwaahịa: ịtụgharị ihe ahụ ka ọ bụrụ ihe eji eme ihe
Nkwakọ ngwaahịa karịrị naanị "ịkpụcha"; ọ na-eme ka a hụ na enwere ike ijikọ chip ahụ na bọọdụ sekit, chekwaa ya, ma nwee ike iwepụ okpomọkụ.
Maka RAM mbadamba, ihe a na-ejikarị eme ihe bụ BGA (Ball Grid Array) ma ọ bụ ụdị dị obere dịka FBGA, nke na-enwekarị nhazi dabara adaba maka LPDDR. N'oge a, a na-ejikọta ihe nkwụnye ahụ na substrate, jikọọ ya site na iji waya njikọ ma ọ bụ flip-chip, wee tinye bọọlụ solder iji jikọọ ya na motherboard.
Ebe ọ bụ na mbadamba dị gịrịgịrị, nha na ịdị elu nke ngwugwu chip dị oke mkpa. Ndị nrụpụta na-ahọrọ ngwugwu ndị dị obere ma na-ejigide iguzosi ike n'ezi ihe mgbaàmà dị elu, ebe ọ bụ na RAM na-arụ ọrụ n'ọsọ dị elu ma na-enwe mmetụta nke nnyonye anya.
10. Nnwale ikpeazụ, itinye ihe na kọmputa, na itinye ya na mbadamba
A na-anwale chips ndị e ji ngwugwu mee ọzọ n'ule ikpeazụ. Nnwale gụnyere ọsọ kachasị elu, oriri ike, nkwụsi ike na okpomọkụ dị iche iche, na ntụkwasị obi. Site n'ebe ahụ, a na-eme binning: a na-ahazi chips dabere na arụmọrụ. A na-etinye chips ndị nwere ike ịgba ọsọ nke ọma na ugboro ugboro dị elu na klas adịchaghị mma, ebe ndị kwụsiri ike naanị na nkọwapụta ọkọlọtọ ka a na-etinye na klas ọzọ.
Mgbe ha gafere ule ahụ, a na-eziga mgbawa ahụ na ebe a na-ejikọta ngwaọrụ. N'oge usoro njikọta ahụ, a na-agbaze RAM ahụ na bọọdụ sekit nke mbadamba ahụ, nwalee ya n'akụkụ SoC, wee mee nnwale nkwenye ogo ngwaọrụ dịka nnwale nrụgide, nnwale ọdịda, na nnwale okpomọkụ.
Penutup
Usoro imepụta ibe RAM maka mbadamba bụ njikọta nke imewe dị mma, usoro nrụpụta nke nanometer ziri ezi, na njikwa mma siri ike na nzọụkwụ ọ bụla. Site na kristal silicon dị ọcha ruo na ngwugwu RAM LPDDR nke na-arụ ọrụ ike, ihe niile na-emepụta site na usoro usoro ntụgharị - lithography, deposition, etching, doping, capacitor formation, metal connection, wafer testing, cutting, and packaged and final testing. Ọ bụ ezie na RAM nwere ike iyi ka naanị nọmba ikike nye ndị na-eji mbadamba, n'azụ ya bụ teknụzụ mmepụta na-agbanwe agbanwe mgbe niile nke na-eme ka ngwaọrụ dị ngwa, rụọ ọrụ nke ọma, na ntụkwasị obi karịa.
Ọ bụrụ na ịchọrọ, enwere m ike itinye ngalaba raara onwe ya nye gbasara ọdịiche dị n'etiti LPDDR4X na LPDDR5, ma ọ bụ banye n'ime nkọwa teknụzụ gbasara nhazi sel DRAM na usoro lithography EUV.
