90nm, 65nm, 45nm... Porque me importan los nanómetros? (parte 1)
Enviado por: Sebastian Szocs el Agosto 21, 2008
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Hace 5 años que trabajo dentro de Intel y me ha tocado más de una vez responder esa pregunta… más que nada el porqué achicar el tamaño de los transistores, los beneficios para los productos y las innovaciones de Intel.
Ahora bien, quiero explicarles un poco más en profundidad sobre esto para que vean el valor real que tiene esto para ustedes.
Un Nanómetro es una unidad de medida del sistema métrico que equivale a una billonésima parte de un metro, o una millonésima de milímetro, esto para ponerlos en perspectiva del tamaño.
Ahora, comparativamente un pelo tiene 90.000 nanómetros de espesor, una bacteria alrededor de 2.000nm de espesor y nuestros últimos transistores 45nm…
Que es lo interesante de todo esto? Que dentro de un Core 2 Duo, podemos poner 820 Millones de transistores para hacerlo mas rápido y más poderoso basándonos en el proceso de fabricación de 45nm…
Ahora bien, como se fabrica un procesador?
Empecemos desde cero…
Se toma una “semilla” (básicamente una barra de silicio) y se introduce en un cilindro que contiene silicio derretido (el silicio que se saca de la arena) y se lo comienza a rotar a una velocidad muy lenta para que el silicio derretido se comience a pegar a esta barra y comience a crecer en diámetro.
Una vez que se llega al diámetro indicado, se pule y se corta en discos del diámetro indicado mejor conocidos como Wafers, estos se pulen y se preparan para la fabricación de semiconductores.
Los wafers para procesadores son de unas 11.8 pulgadas de espesor y de 300mm de diámetro.
Una vez que tenemos esto listo, se prepara todo para el proceso de litografía, muy similar al que se utiliza una imprenta donde se pone una ¨mascara¨ frente al wafer y mediante una luz ultravioleta se marca esa mascara para formar una capa de transistores. Para prepara el Wafer se le coloca una capa de oxido para aislarlo y mediante altas temperaturas y la presencia de oxigeno se hace crecer la capa de oxido. Una vez terminada esa parte se le coloca una capa de un material llamado photoresist que es sensible a la luz para después poder remover secciones del oxido y crear un patrón especifico de oxido. El Photoresist es sensible a la luz ultra violeta pero resistente a algunos químicos que se utilizan después.
Listo el wafer, nos preparamos para comenzar la fotolitografía donde utilizamos una maquina que se denomina Stepper que da pasos (steps) por todo el wafer deteniéndose brevemente en algunas ubicaciones para iluminar con luz ultravioleta a través de la máscara el wafer y así hacer soluble la sustancia de photoresist y dejar marcado el patrón de transistores. Con un solvente se remueve el photoresist que fue iluminado y se revelan partes del oxido. Mediante ácidos se quita el oxido para dejar descubierto el transistor, luego se quita el photoresist y tenemos terminado el wafer
Este es uno de los pasos, piensen que hay decenas de capas de transistores. una vez terminado esto se agregan mas capas de polysilicon para conducir electricidad, se expone el wafer a varios químicos para “dopar” el material y hacer el transistor finalmente y que pueda cambiar sus estados eléctricos, se aplican metales para las conexiones eléctricas y conectar también las capas de transistores mediante tungsteno que también se forman mediante fotolitografía.
Un Wafer completo tiene millones o billones de transistores en múltiples capas y conectado por laberintos metálicos. Finalmente se aplica una capa protectora para proteger el procesador de contaminación y mejorar la estabilidad eléctrica.
Les recomiendo entrar en este LINK y ver un poco mas graficamente lo que les conte
En la segunda parte les cuento de 45nm! Stay Tuned Sebas
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