Mokhoa oa ho etsa li-chip tsa RAM bakeng sa matlapa
RAM (Random Access Memory) ke e 'ngoe ea likarolo tsa bohlokoa ka ho fetisisa tableteng. Ntle le RAM, tablet e ke ke ea tsamaisa lits'ebetso hantle, ea fetola pakeng tsa mesebetsi kapele, kapa ea boloka karabelo ha lits'ebetso tse ngata li ntse li sebetsa ka nako e le 'ngoe. Ho sa tsotellehe boholo ba tsona bo bonyenyane le ho koalloa ka thata ka har'a sesebelisoa, li-chip tsa RAM ke litholoana tsa ts'ebetso e rarahaneng haholo ea tlhahiso e nang le mehato e makholo. Sengoloa sena se akaretsa mehato ea mantlha ts'ebetsong ea tlhahiso ea li-chip tsa RAM tse sebelisoang hangata matlapeng - hangata mofuta oa LPDDR (Low Power Double Data Rate), kaha li etselitsoe ho boloka matla.
1. Moralo le litlhaloso tsa meaho
Ts'ebetso ena e qala nako e telele pele chip ea 'mele e lekana. Lihlopha tsa baqapi lik'hamphaning tsa semiconductor li fumana litlhoko tsa 'maraka oa tablet: bokhoni (mohlala, 4GB, 8GB, 12GB), bandwidth, tšebeliso ea matla, le ho lumellana le sistimi-on-chip (SoC). Bakeng sa matlapa a sejoale-joale, RAM e tlameha ho leka-lekanya ts'ebetso le katleho ea betri. Ka hona, litekanyetso tse kang LPDDR4X kapa LPDDR5/LPDDR5X li atisa ho sebelisoa.
Mokhahlelong oa moralo, baenjiniere ba boetse ba nts'etsapele meralo ea lisele tsa memori, libanka tsa memori, litsela tsa data (libase tsa data), le lipotoloho tse tšehetsang tse kang li-amplifiers tsa kutlo, li-decoder tsa mola/kholomo, le mekhoa ea ho nchafatsa. DRAM e fapana le SRAM: DRAM e boloka li-bits ka ho sebelisa li-capacitor tse nyane tse lokelang ho nchafatsoa nako le nako, ha SRAM e potlakile empa e bitsa chelete e ngata haholo ebile e hloka sebaka se ngata.
2. Moralo le netefatso ea moralo
Hang ha meralo e se e hlalositsoe, moralo o fetoloa sebopeho sa 'mele: 'mapa o qaqileng oa libaka tsa li-transistors, li-capacitor, likhokahano tsa tšepe, le mekhahlelo e tla etsoa holim'a wafer ea silicon. Mokhahlelo ona o hloka software ea EDA (Electronic Design Automation) le ts'ebetso e matla ea netefatso ho netefatsa hore moralo o ka etsoa 'me o sebetsa kamoo ho reriloeng kateng.
Netefatso e kenyelletsa ho etsisa nako, tšebeliso ea matla, ho tiea ha phetoho ea ts'ebetso, le tlhahlobo ea mabaka ho qoba liphoso tse bolaeang tse ka etsang hore sehlopha sohle sa wafer se hlolehe.
3. Tlhahiso ea li-wafer tsa silicon (li-substrate)
Li-chips tsa RAM li etsoa ka li-wafer tsa silicon tse hloekileng haholo. Silicon e sebetsoa ho tsoa ho li-ingot tsa kristale tse lengoang ho sebelisoa mokhoa o tšoanang le oa Czochralski. Li-ingot li sehoa hore e be li-wafer tse tšesaane, li bentšoe ho fihlela li bataletse hantle, ebe li hloekisoa ka lik'hemik'hale.
Boleng ba wafer bo etsa qeto ea chai (peresente ea li-chips tse atlehileng). Tlhahisong ea li-semiconductor, esita le likaroloana tsa lerōle tse nyenyane haholo li ka baka liphoso ho die e le 'ngoe (chip e le 'ngoe) kapa esita le sebaka se seholo sa wafer.
4. Ts'ebetso ea ho qetela ka pele: ho thehoa ha li-transistors le lisele tsa memori
Mokhahlelo o latelang ke ho haha likarolo tsa elektroniki holim'a wafer ka letoto la lits'ebetso tse pheta-phetoang. Ena ke ntlha ea "fab" ea semiconductor.
a. Ho qhibilihisa oksijene le ho qhibilihisa lera le lesesaane
Wafer e koahetsoe ka lera le lesesaane la thepa e kang silicon dioxide, silicon nitride, kapa dielectric e 'ngoe. Lera lena le ka sebetsa e le insulator, thebe, kapa e le karolo ea sebopeho sa transistor/capacitor.
b. Fotolithography (fotolithography)
Photolithography ke mokhoa oa ho "khaba" paterone ea potoloho. Wafer e koahetsoe ka photoresist (thepa e utloang khanya) ebe e bonesoa ka maske ho sebelisoa mochini oa lithography. Libaka tse ling lia thatafala kapa lia qhibiliha (ho latela mofuta oa resist), ho etsa paterone. Ts'ebetso ena e phetoa ka makhetlo a 'maloa bakeng sa lera ka leng.
Li-node tsa tlhahiso tsa sejoale-joale, lithography e ka sebelisa Deep Ultraviolet (DUV) kapa Extreme Ultraviolet (EUV) ho hlahisa likarolo tse nyane haholo. Ha likarolo li le nyane, lisele tse ngata tsa memori li ka pakoa, bokhoni boa eketseha, 'me tšebeliso ea matla e ka fokotseha - leha ho le joalo ho rarahana ha ts'ebetso hoa eketseha.
c. Ho hlaba
Hang ha paterone e se e bopilwe, thepa e libakeng tse itseng e tlosoa ka ho tjhesa ka metsi (plasma) kapa ho tjhesa ka metsi (lik'hemik'hale) ho etsa sebopeho se hlokahalang.
d. Ho sebelisa lithethefatsi tse fokotsang moroto le ho kenya li-ion
Hore transistor e sebetse, libaka tsa silicon li tlameha ho "koaheloa" - litšila tse kang boron kapa phosphorus tse ekelitsoeng ho etsa libaka tsa mofuta oa p le mofuta oa n. Sena se finyelloa ka ho kenngoa ha ion ho lateloa ke ts'ebetso ea ho futhumatsa (ho futhumatsa) ho ntlafatsa kristale le ho kenya tšebetsong li-dopants.
e. Sebopeho sa di-capacitor tsa DRAM
Senotlolo sa DRAM ke capacitor ea polokelo ea tjhaja. Hobane li-capacitor li hloka ho ba kholo ho lekana ho boloka tjhaja e baloang ka mokhoa o tšepahalang, empa sebaka sa chip se lekanyelitsoe, meralo ea li-capacitor e etsoa ka meralo ea mahlakore a mararo (3D), joalo ka li-trench kapa li-capacitor tse behiloeng, ho latela theknoloji. Lisebelisoa tsa dielectric tse phahameng hangata li sebelisoa ho eketsa capacitance ntle le ho eketsa boholo ba 'mele.
Hangata sele ea DRAM e na le transistor e le 'ngoe le capacitor e le 'ngoe (1T1C). Boleng ba sebopeho sena bo khetholla botsitso, lebelo le litlhoko tsa ho khatholla.
5. Ts'ebetso ea morao-rao: likarolo tsa tšepe le likhokahano
Hang ha di-transistors le disele tsa memori di se di thehilwe, chip e hloka "tsela e kgolo" ho jara matshwao le matla. Sena se etswa ka tshebetso ya morao-rao (BEOL): ho bokellana ha dikarolo tse ngata tsa dikgokelo tsa tshepe.
Hangata thepa ea tšepe ke koporo e nang le thibelo ea ho hasana ho thibela koporo ho senya likarolo tse ling. Lera le thibelang mocheso (dielectric) le kenngoa pakeng tsa litšepe ho fokotsa bokhoni ba likokoana-hloko le ho lutla ha matšoao. Li-chip tsa sejoale-joale, palo ea likarolo tsa tšepe e ka ba kholo haholo, e 'ngoe le e 'ngoe e na le paterone e ikhethang ea ho hokahanya limilione le li-element tse limilione tse likete.
6. Tlhahlobo, metrology le taolo ea boleng mohatong o mong le o mong
Ho pholletsa le ts'ebetso ena, li-wafer li hlahlojoa khafetsa ho sebelisoa lisebelisoa tsa metrology: li-microscope tsa elektrone, litekanyo tsa botenya ba filimi, tlhahlobo ea liphoso le tlhahlobo ea overlay (ho nepahala ha paterone e bokellanang lipakeng tsa mekhahlelo). Hobane wafer e le 'ngoe e na le li-dies tse makholo ho isa ho tse likete, liphoso tse nyane li ka ba le tšusumetso e kholo litšenyehelong.
Lifeme tsa semiconductor li boloka likamore li hloekile ka litekanyetso tse thata, kaha likaroloana tse nyenyane li ka sitisa tlhahiso. Basebetsi ba apara liaparo tse khethehileng, 'me moea o phallang o laoloa ho fokotsa tšilafalo.
7. Mofuta oa wafer: tlhahlobo ea pele boemong ba wafer
Kamora hore mekhahlelo eohle e phetheloe, wafer ha e so sehoe. Mohato o latelang o bitsoa ho hlahloba ka wafer kapa ho hlophisa ka wafer. Linalete tsa probe li ama li-pad tsa liteko holim'a see e 'ngoe le e 'ngoe ho hlahloba mesebetsi ea motheo: hore na lisele tsa memori li ka ngolloa le ho baloa ho tsoa ho tsona, hore na ho na le libaka tse nang le liphoso, le litšobotsi tsa motlakase tse kang ho lutla le tšebeliso ea matla.
Liphetho lia etsoa 'mapeng ('mapa oa wafer) ho khetholla li-dies tse ntle le tse nang le sekoli. Nakong ena, k'hamphani e boetse e lekola chai le ho lokisa ts'ebetso haeba mekhoa e itseng ea sekoli e fumanoa.
8. Ho seha: ho seha wafer hore e be die
Li-wafer tse lekiloeng li sehoa ka li-chips tse nyane (li-dies) ho sebelisoa sakha ea daemane kapa laser. Li-dies tse nang le sekoli hangata lia lahloa. Tse pasa teko li fetela mohatong oa ho paka.
9. Sephutheloana: ho fetola die hore e be chip e seng e loketse ho sebediswa
Ho paka ha se feela ho "phuthela"; ho netefatsa hore chip e ka hokahanngoa le boto ea potoloho, ea sireletsoa, le ho khona ho qhala mocheso.
Bakeng sa RAM ea tablet, sephutheloana se tloaelehileng haholo ke BGA (Ball Grid Array) kapa mofuta o monyane haholo joalo ka FBGA, hangata o nang le sebopeho se loketseng LPDDR. Mothating ona, die e hokahantsoe le substrate, e hokahantsoe ka ho sebelisa terata kapa flip-chip, ebe libolo tsa solder lia eketsoa ho e hokela le motherboard.
Kaha matlapa a masesaane haholo, boholo le bophahamo ba sephutheloana sa chip ke tsa bohlokoa haholo. Bahlahisi ba khetha liphutheloana tse nyane empa li boloka botšepehi bo phahameng ba lets'oao, ha ho nahanoa hore RAM e sebetsa ka lebelo le phahameng 'me e na le kutloelo-bohloko tšitisong.
10. Teko ea ho qetela, ho kenya lintho ka har'a li-binning, le ho kopanngoa le letlapa
Li-chip tse pakiloeng li hlahlojoa hape tekong ea ho qetela. Teko e kenyelletsa lebelo le phahameng ka ho fetisisa, tšebeliso ea matla, botsitso mochesong o fapaneng, le ts'epo. Ho tloha moo, ho etsoa ho beoa ha li-binning: li-chip li arotsoe ka lihlopha ho latela ts'ebetso. Li-chip tse ka sebetsang ka botsitso maqhubung a phahameng li beoa sehlopheng sa premium, ha tse tsitsitseng feela maemong a tloaelehileng li beoa sehlopheng se seng.
Kamora ho pasa teko, chip e romelwa fekthering ya kopano ya sesebediswa. Nakong ya mohato wa kopanyo, RAM e rekisetswa boto ya potoloho ya tablet, e lekoa hammoho le SoC, ebe e feta ditekong tsa netefatso ya boleng ba sesebediswa tse kang teko ya kgatello, teko ya ho theoha, le teko ya mocheso.
Ho koala
Ts'ebetso ea ho etsa li-chip tsa RAM bakeng sa matlapa ke motsoako oa moralo o hlokolosi, mekhoa ea tlhahiso ea nanometer e nepahetseng, le taolo e thata ea boleng mohatong o mong le o mong. Ho tloha likristale tse hloekileng tsa silicon ho ea ho liphutheloana tsa LPDDR RAM tse bolokang matla, ntho e 'ngoe le e 'ngoe e etsoa ka letoto la lits'ebetso tse pheta-phetoang—lithography, deposition, etching, doping, capacitor formation, metal connectivity, wafer testing, cutting, and circle and last testing. Le hoja RAM e ka bonahala e le palo feela ea bokhoni ho basebelisi ba matlapa, ka morao ho eona ho na le theknoloji ea tlhahiso e ntseng e fetoha e etsang hore lisebelisoa li potlake, li sebetse hantle, 'me li tšepahale haholoanyane.
Haeba o ka rata, nka eketsa karolo e inehetseng mabapi le dipharologanyo pakeng tsa LPDDR4X le LPDDR5, kapa ka kena dintlha tse ding tsa botekgeniki mabapi le sebopeho sa sele ya DRAM le tshebetso ya lithography ya EUV.
