ដំណើរការនៃការផលិតបន្ទះឈីប RAM សម្រាប់ថេប្លេត
RAM (អង្គចងចាំចូលប្រើដោយចៃដន្យ) គឺជាសមាសធាតុសំខាន់បំផុតមួយនៅក្នុងថេប្លេត។ បើគ្មាន RAM ទេ ថេប្លេតមិនអាចដំណើរការកម្មវិធីបានយ៉ាងរលូន ប្តូររវាងកិច្ចការបានយ៉ាងរហ័ស ឬរក្សាការឆ្លើយតបនៅពេលដែលដំណើរការច្រើនកំពុងដំណើរការក្នុងពេលដំណាលគ្នាបានទេ។ ទោះបីជាវាមានទំហំតូច និងរុំព័ទ្ធយ៉ាងតឹងរ៉ឹងនៅខាងក្នុងឧបករណ៍ក៏ដោយ បន្ទះឈីប RAM គឺជាលទ្ធផលនៃដំណើរការផលិតដ៏ស្មុគស្មាញ និងមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ ដែលពាក់ព័ន្ធនឹងជំហានរាប់រយ។ អត្ថបទនេះគ្របដណ្តប់លើជំហានសំខាន់ៗនៅក្នុងដំណើរការផលិតបន្ទះឈីប RAM ដែលត្រូវបានគេប្រើជាទូទៅនៅក្នុងថេប្លេត - ជាធម្មតាប្រភេទ LPDDR (Low Power Double Data Rate) ព្រោះវាត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីសន្សំសំចៃថាមពល។
១. ការរចនាស្ថាបត្យកម្ម និងលក្ខណៈបច្ចេកទេស
ដំណើរការនេះចាប់ផ្តើមយូរមុនពេលដែលបន្ទះឈីបរូបវន្តត្រូវបានដាក់ឱ្យដំណើរការ។ ក្រុមរចនានៅក្រុមហ៊ុនផលិតស៊ីមីកុងដុកទ័រកំណត់តម្រូវការរបស់ទីផ្សារថេប្លេត៖ សមត្ថភាព (ឧទាហរណ៍ 4GB, 8GB, 12GB) កម្រិតបញ្ជូន ការប្រើប្រាស់ថាមពល និងភាពឆបគ្នាជាមួយប្រព័ន្ធនៅលើបន្ទះឈីប (SoC)។ សម្រាប់ថេប្លេតទំនើប RAM ត្រូវតែមានតុល្យភាពរវាងដំណើរការ និងប្រសិទ្ធភាពថ្ម។ ដូច្នេះ ស្តង់ដារដូចជា LPDDR4X ឬ LPDDR5/LPDDR5X ត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់។
នៅក្នុងដំណាក់កាលរចនា វិស្វករក៏អភិវឌ្ឍស្ថាបត្យកម្មនៃក្រឡាអង្គចងចាំ ធនាគារអង្គចងចាំ ផ្លូវទិន្នន័យ (ឡានក្រុងទិន្នន័យ) និងសៀគ្វីជំនួយដូចជា ឧបករណ៍ពង្រីកសញ្ញា ឧបករណ៍ឌិកូដជួរ/ជួរឈរ និងយន្តការធ្វើឱ្យស្រស់។ DRAM ខុសពី SRAM៖ DRAM រក្សាទុកប៊ីតដោយប្រើឧបករណ៍ផ្ទុកតូចៗដែលត្រូវតែធ្វើឱ្យស្រស់ជាប្រចាំ ខណៈពេលដែល SRAM មានល្បឿនលឿនជាង ប៉ុន្តែមានតម្លៃថ្លៃជាង និងប្រើប្រាស់ទំហំច្រើន។
2. ការរចនាប្លង់ និងការផ្ទៀងផ្ទាត់
នៅពេលដែលស្ថាបត្យកម្មត្រូវបានកំណត់ ការរចនាត្រូវបានបម្លែងទៅជាប្លង់រូបវន្ត៖ ផែនទីលម្អិតនៃទីតាំងរបស់ត្រង់ស៊ីស្ទ័រ កាប៉ាស៊ីទ័រ ចំណុចភ្ជាប់លោហៈ និងស្រទាប់ដែលត្រូវបង្កើតនៅលើបន្ទះស៊ីលីកុន។ ដំណាក់កាលនេះតម្រូវឱ្យមានកម្មវិធី EDA (ស្វ័យប្រវត្តិកម្មរចនាអេឡិចត្រូនិក) និងដំណើរការផ្ទៀងផ្ទាត់យ៉ាងម៉ត់ចត់ ដើម្បីធានាថាការរចនាអាចផលិតបាន និងដំណើរការដូចការគ្រោងទុក។
ការផ្ទៀងផ្ទាត់រួមមានការក្លែងធ្វើពេលវេលា ការប្រើប្រាស់ថាមពល ភាពរឹងមាំចំពោះការប្រែប្រួលនៃដំណើរការ និងការធ្វើតេស្តតក្កវិជ្ជា ដើម្បីជៀសវាងកំហុសធ្ងន់ធ្ងរដែលអាចបណ្តាលឱ្យបាច់ wafer ទាំងមូលបរាជ័យ។
៣. ការផលិតបន្ទះស៊ីលីកុន (ស្រទាប់ខាងក្រោម)
បន្ទះឈីប RAM ត្រូវបានផលិតឡើងនៅលើបន្ទះស៊ីលីកុនសុទ្ធខ្លាំង។ ស៊ីលីកុនត្រូវបានកែច្នៃពីដុំគ្រីស្តាល់ដែលដាំដុះដោយប្រើបច្ចេកទេសស្រដៀងគ្នាទៅនឹង Czochralski។ បន្ទាប់មកដុំគ្រីស្តាល់ត្រូវបានកាត់ជាបន្ទះស្តើងៗ ប៉ូលាឱ្យរាបស្មើឥតខ្ចោះ និងសម្អាតដោយគីមី។
គុណភាពបន្ទះសៀគ្វីកំណត់ទិន្នផល (ភាគរយនៃបន្ទះឈីបដែលទទួលបានជោគជ័យ)។ នៅក្នុងការផលិតបន្ទះសៀគ្វីអេឡិចត្រូនិច សូម្បីតែភាគល្អិតធូលីមីក្រូទស្សន៍ក៏អាចបណ្តាលឱ្យមានពិការភាពនៅលើផ្សិតតែមួយ (បន្ទះឈីបតែមួយ) ឬសូម្បីតែផ្ទៃធំជាងនៃបន្ទះសៀគ្វីផងដែរ។
៤. ដំណើរការផ្នែកខាងមុខ៖ ការបង្កើតត្រង់ស៊ីស្ទ័រ និងកោសិកាអង្គចងចាំ
ដំណាក់កាលបន្ទាប់គឺការសាងសង់សមាសធាតុអេឡិចត្រូនិចនៅលើបន្ទះសៀគ្វី wafer តាមរយៈដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់។ នេះគឺជាខ្លឹមសារនៃ "រោងចក្រ" ផលិតបន្ទះឈីប semiconductor។
ក. អុកស៊ីតកម្ម និងការដាក់ស្រទាប់ស្តើង
បន្ទះ ...
ខ. ហ្វូតូលីថូក្រាហ្វី (ហ្វូតូលីថូក្រាហ្វី)
ហ្វូតូលីថូក្រាហ្វី គឺជាដំណើរការនៃការ "គូរ" លំនាំសៀគ្វីមួយ។ បន្ទះ wafer ត្រូវបានស្រោបដោយ photoresist (សម្ភារៈដែលងាយនឹងពន្លឺ) ហើយបន្ទាប់មកបំភ្លឺតាមរយៈរបាំងដោយប្រើម៉ាស៊ីនលីថូក្រាហ្វី។ តំបន់មួយចំនួនរឹង ឬរលាយ (អាស្រ័យលើប្រភេទធន់) ដែលបង្កើតជាលំនាំ។ ដំណើរការនេះត្រូវបានធ្វើម្តងទៀតច្រើនដងសម្រាប់ស្រទាប់នីមួយៗ។
នៅក្នុងណូតផលិតកម្មទំនើបៗ ការបោះពុម្ពលីចូក្រាហ្វីអាចប្រើពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេជ្រៅ (DUV) ឬពន្លឺអ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំង (EUV) ដើម្បីផលិតលក្ខណៈពិសេសតូចៗបំផុត។ លក្ខណៈពិសេសកាន់តែតូច កោសិកាអង្គចងចាំកាន់តែច្រើនអាចត្រូវបានខ្ចប់ សមត្ថភាពកើនឡើង និងការប្រើប្រាស់ថាមពលអាចត្រូវបានកាត់បន្ថយ — ទោះបីជាភាពស្មុគស្មាញនៃដំណើរការកើនឡើងក៏ដោយ។
គ. ការឆ្លាក់
នៅពេលដែលលំនាំត្រូវបានបង្កើតឡើង សម្ភារៈនៅក្នុងតំបន់ជាក់លាក់ត្រូវបានយកចេញតាមរយៈការឆ្លាក់ស្ងួត (ប្លាស្មា) ឬការឆ្លាក់សើម (គីមី) ដើម្បីបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធដែលត្រូវការ។
ឃ. ការប្រើប្រាស់សារធាតុដូពីង និងការបញ្ចូលអ៊ីយ៉ុង
ដើម្បីឱ្យត្រង់ស៊ីស្ទ័រដំណើរការ តំបន់ស៊ីលីកុនត្រូវតែត្រូវបាន "បញ្ចូលសារធាតុដូប៉ាញ" - ភាពមិនបរិសុទ្ធដូចជាបូរ៉ុន ឬផូស្វ័រដែលបានបន្ថែមដើម្បីបង្កើតជាតំបន់ប្រភេទ p និងប្រភេទ n។ នេះត្រូវបានសម្រេចដោយការផ្សាំអ៊ីយ៉ុង បន្ទាប់មកដោយដំណើរការ annealing (កំដៅ) ដើម្បីចម្រាញ់គ្រីស្តាល់ និងធ្វើឱ្យសារធាតុដូប៉ាញសកម្ម។
ង. ការបង្កើតឧបករណ៍ផ្ទុក DRAM
ចំណុចសំខាន់នៃ DRAM គឺកាប៉ាស៊ីទ័រសម្រាប់ផ្ទុកបន្ទុក។ ដោយសារតែកាប៉ាស៊ីទ័រត្រូវមានទំហំធំល្មមដើម្បីផ្ទុកបន្ទុកដែលអាចអានបានដោយភាពជឿជាក់ ប៉ុន្តែផ្ទៃបន្ទះឈីបមានកំណត់ ការរចនាកាប៉ាស៊ីទ័រត្រូវបានផលិតឡើងក្នុងការរចនាបីវិមាត្រ (3D) ដូចជាកាប៉ាស៊ីទ័រលេណដ្ឋាន ឬកាប៉ាស៊ីទ័រដែលដាក់ជាជង់គ្នា អាស្រ័យលើបច្ចេកវិទ្យា។ សម្ភារៈឌីអេឡិចត្រិចដែលមាន k ខ្ពស់ត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ដើម្បីបង្កើនសមត្ថភាពដោយមិនបង្កើនទំហំរូបវន្ត។
ជាធម្មតា ក្រឡា DRAM មានត្រង់ស៊ីស្ទ័រមួយ និងកាប៉ាស៊ីទ័រមួយ (1T1C)។ គុណភាពនៃរចនាសម្ព័ន្ធនេះកំណត់ពីស្ថេរភាព ល្បឿន និងតម្រូវការធ្វើឱ្យស្រស់ឡើងវិញ។
៥. ដំណើរការផ្នែកខាងក្រោយ៖ ស្រទាប់ដែក និងការតភ្ជាប់គ្នា
នៅពេលដែលត្រង់ស៊ីស្ទ័រ និងកោសិកាអង្គចងចាំត្រូវបានបង្កើតឡើង បន្ទះឈីបត្រូវការ "ផ្លូវហាយវេ" ដើម្បីផ្ទុកសញ្ញា និងថាមពល។ នេះត្រូវបានធ្វើឡើងតាមរយៈដំណើរការ back-end-of-line (BEOL)៖ ការដាក់ស្រទាប់លោហៈជាច្រើនស្រទាប់ជាស្រទាប់ៗ។
សម្ភារៈលោហៈជាធម្មតាគឺជាទង់ដែងដែលមានរបាំងសាយភាយដើម្បីការពារទង់ដែងពីការបំផ្លាញស្រទាប់ផ្សេងទៀត។ ស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ (ឌីអេឡិចត្រិច) ត្រូវបានបញ្ចូលរវាងលោហៈដើម្បីកាត់បន្ថយសមត្ថភាពប៉ារ៉ាស៊ីត និងការលេចធ្លាយសញ្ញា។ នៅក្នុងបន្ទះឈីបទំនើប ចំនួនស្រទាប់លោហៈអាចមានចំនួនច្រើនសន្ធឹកសន្ធាប់ ដែលស្រទាប់នីមួយៗមានលំនាំតែមួយគត់ដើម្បីភ្ជាប់ធាតុរាប់លានទៅរាប់ពាន់លាន។
៦. ការត្រួតពិនិត្យ រង្វាស់វិទ្យា និងការគ្រប់គ្រងគុណភាពនៅគ្រប់ដំណាក់កាល
ពេញមួយដំណើរការ បន្ទះសៀគ្វីត្រូវបានត្រួតពិនិត្យជាបន្តបន្ទាប់ដោយប្រើឧបករណ៍វាស់ស្ទង់៖ មីក្រូទស្សន៍អេឡិចត្រុង ការវាស់កម្រាស់ខ្សែភាពយន្ត ការធ្វើតេស្តកំហុស និងការវិភាគស្រទាប់ខាងក្រៅ (ភាពត្រឹមត្រូវនៃការដាក់ជង់លំនាំរវាងស្រទាប់នានា)។ ដោយសារតែបន្ទះសៀគ្វីតែមួយមានផ្សិតរាប់រយទៅរាប់ពាន់ កំហុសតូចតាចអាចមានផលប៉ះពាល់យ៉ាងសំខាន់ទៅលើថ្លៃដើម។
រោងចក្រផលិតឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិករក្សាបន្ទប់ស្អាតដោយមានស្តង់ដារតឹងរ៉ឹង ព្រោះភាគល្អិតមីក្រូទស្សន៍អាចរំខានដល់ការផលិត។ ប្រតិបត្តិករស្លៀកសម្លៀកបំពាក់ឯកទេស ហើយលំហូរខ្យល់ត្រូវបានគ្រប់គ្រងដើម្បីកាត់បន្ថយការបំពុល។
៧. ការតម្រៀបបន្ទះសៀគ្វី៖ ការធ្វើតេស្តដំបូងនៅកម្រិតបន្ទះសៀគ្វី
បន្ទាប់ពីស្រទាប់ទាំងអស់ត្រូវបានបញ្ចប់ បន្ទះ wafer មិនទាន់ត្រូវបានកាត់នៅឡើយទេ។ ជំហានបន្ទាប់ត្រូវបានគេហៅថា ការស៊ើបអង្កេតបន្ទះ wafer ឬការតម្រៀបបន្ទះ wafer។ ម្ជុលស៊ើបអង្កេតប៉ះបន្ទះសាកល្បងនៅលើផ្សិតនីមួយៗ ដើម្បីពិនិត្យមើលមុខងារជាមូលដ្ឋាន៖ ថាតើក្រឡាអង្គចងចាំអាចត្រូវបានសរសេរចូល និងអានចេញពី ថាតើមានផ្នែកដែលមានបញ្ហាដែរឬទេ និងលក្ខណៈអគ្គិសនីដូចជាការលេចធ្លាយ និងការប្រើប្រាស់ថាមពល។
លទ្ធផលត្រូវបានគូសផែនទី (ផែនទីបន្ទះសៀគ្វី) ដើម្បីកំណត់អត្តសញ្ញាណផ្សិតល្អ និងមានបញ្ហា។ នៅចំណុចនេះ ក្រុមហ៊ុនក៏វាយតម្លៃទិន្នផល និងកែតម្រូវដំណើរការ ប្រសិនបើគំរូពិការភាពមួយចំនួនត្រូវបានរកឃើញ។
៨. ការចិតជាចំណិតៗ៖ កាត់បន្ទះសៀគ្វីជារាងផ្សិត
បន្ទះសៀគ្វីដែលបានសាកល្បងត្រូវបានកាត់ជាបន្ទះតូចៗ (ផ្សិត) ដោយប្រើកាំបិតកាត់ពេជ្រ ឬឡាស៊ែរ។ ផ្សិតដែលមានបញ្ហាជាធម្មតាត្រូវបានបោះចោល។ ផ្សិតដែលឆ្លងកាត់ការធ្វើតេស្តបន្ទាប់មកបន្តទៅដំណាក់កាលវេចខ្ចប់។
៩. ការវេចខ្ចប់៖ បំលែងផ្សិតទៅជាបន្ទះឈីបដែលត្រៀមរួចជាស្រេចសម្រាប់ប្រើប្រាស់
ការវេចខ្ចប់មានច្រើនជាងការ "រុំ" ទៅទៀត; វាធានាថាបន្ទះឈីបអាចត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងបន្ទះសៀគ្វី ការពារ និងអាចបញ្ចេញកំដៅបាន។
សម្រាប់ RAM ប្រភេទថេប្លេត ការវេចខ្ចប់ទូទៅបំផុតគឺ BGA (Ball Grid Array) ឬប្រភេទតូចជាងដូចជា FBGA ដែលជារឿយៗមានការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធសមស្របសម្រាប់ LPDDR។ នៅដំណាក់កាលនេះ ផ្សិតត្រូវបានភ្ជាប់ទៅនឹងស្រទាប់ខាងក្រោម ភ្ជាប់ដោយប្រើខ្សែភ្ជាប់ ឬបន្ទះសៀគ្វីត្រឡប់ ហើយបន្ទាប់មកបាល់ដែកត្រូវបានបន្ថែមដើម្បីភ្ជាប់វាទៅនឹង motherboard។
ដោយសារតែថេប្លេតមានកម្រាស់ស្តើងខ្លាំង ទំហំ និងកម្ពស់នៃកញ្ចប់បន្ទះឈីបគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់។ ក្រុមហ៊ុនផលិតជ្រើសរើសកញ្ចប់ដែលតូច ប៉ុន្តែរក្សាបាននូវភាពសុចរិតនៃសញ្ញាខ្ពស់ ដោយពិចារណាថា RAM ដំណើរការក្នុងល្បឿនលឿន និងងាយនឹងជ្រៀតជ្រែក។
១០. ការធ្វើតេស្តចុងក្រោយ ការដាក់ក្នុងធុងសំរាម និងការរួមបញ្ចូលទៅក្នុងថេប្លេត
បន្ទះឈីបដែលបានវេចខ្ចប់ត្រូវបានសាកល្បងឡើងវិញនៅក្នុងការធ្វើតេស្តចុងក្រោយ។ ការធ្វើតេស្តរួមមានល្បឿនអតិបរមា ការប្រើប្រាស់ថាមពល ស្ថេរភាពនៅសីតុណ្ហភាពផ្សេងៗគ្នា និងភាពជឿជាក់។ ពីទីនោះ ការដាក់ជាក្រុមត្រូវបានអនុវត្ត៖ បន្ទះឈីបត្រូវបានដាក់ជាក្រុមដោយផ្អែកលើដំណើរការ។ បន្ទះឈីបដែលអាចដំណើរការបានស្ថិរភាពនៅប្រេកង់ខ្ពស់ត្រូវបានដាក់ក្នុងថ្នាក់បុព្វលាភ ខណៈពេលដែលបន្ទះឈីបដែលមានស្ថេរភាពតែនៅក្នុងលក្ខណៈបច្ចេកទេសស្តង់ដារត្រូវបានដាក់ក្នុងថ្នាក់មួយផ្សេងទៀត។
បន្ទាប់ពីឆ្លងកាត់ការធ្វើតេស្តរួច បន្ទះឈីបត្រូវបានដឹកជញ្ជូនទៅកាន់រោងចក្រដំឡើងឧបករណ៍។ ក្នុងដំណាក់កាលធ្វើសមាហរណកម្ម RAM ត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ទៅនឹងបន្ទះសៀគ្វីរបស់ថេប្លេត ដែលត្រូវបានសាកល្បងរួមជាមួយ SoC ហើយបន្ទាប់មកឆ្លងកាត់ការធ្វើតេស្តធានាគុណភាពកម្រិតឧបករណ៍ ដូចជាការធ្វើតេស្តភាពតានតឹង ការធ្វើតេស្តការទម្លាក់ និងការធ្វើតេស្តសីតុណ្ហភាព។
Penutup
ដំណើរការនៃការផលិតបន្ទះឈីប RAM សម្រាប់ថេប្លេតគឺជាការរួមបញ្ចូលគ្នានៃការរចនាយ៉ាងល្អិតល្អន់ បច្ចេកទេសផលិតដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ដល់ណាណូម៉ែត្រ និងការគ្រប់គ្រងគុណភាពយ៉ាងតឹងរ៉ឹងនៅគ្រប់ជំហាន។ ចាប់ពីគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនសុទ្ធរហូតដល់កញ្ចប់ RAM LPDDR ដែលសន្សំសំចៃថាមពល អ្វីគ្រប់យ៉ាងត្រូវបានបង្កើតឡើងតាមរយៈដំណើរការជាបន្តបន្ទាប់ជាបន្តបន្ទាប់ - លីថូក្រាហ្វី ការដាក់លោហៈ ការឆ្លាក់ ការបញ្ចូលសារធាតុដូពីង ការបង្កើតកាប៉ាស៊ីទ័រ ការភ្ជាប់លោហៈ ការធ្វើតេស្តវ៉ាហ្វឺរ ការកាត់ និងការវេចខ្ចប់ និងការធ្វើតេស្តចុងក្រោយ។ ខណៈពេលដែល RAM អាចហាក់ដូចជាចំនួនសមត្ថភាពធម្មតាសម្រាប់អ្នកប្រើប្រាស់ថេប្លេត នៅពីក្រោយវាមានបច្ចេកវិទ្យាផលិតកម្មដែលវិវត្តឥតឈប់ឈរ ដែលធ្វើឱ្យឧបករណ៍លឿនជាងមុន មានប្រសិទ្ធភាពជាងមុន និងអាចទុកចិត្តបានជាងមុន។
ប្រសិនបើអ្នកចង់បាន ខ្ញុំក៏អាចបន្ថែមផ្នែកដែលឧទ្ទិសដល់ភាពខុសគ្នារវាង LPDDR4X និង LPDDR5 ឬចូលទៅក្នុងព័ត៌មានលម្អិតបច្ចេកទេសបន្ថែមអំពីរចនាសម្ព័ន្ធក្រឡា DRAM និងដំណើរការបោះពុម្ពលីតូក្រាហ្វី EUV។
