Zeštíhlovací kůra pro chytré telefony - podstatně menší čipy možné jen díky vakuu

Zeštíhlovací kůra pro chytré telefony - podstatně menší čipy možné jen díky vakuu

K výrobě dnešních mikročipů se používají některé struktury, jejichž rozměry se pohybují v rozmezí nanometrů. Do takových struktur nesmí proniknout nejmenší prachové částice a dokonce ani molekuly plynů. K zabránění jejich průniku se používá vakuum.
Microchip-Production-4.jpg

V dnešní době (téměř) nic nefunguje bez mikročipů. Od aut a výrobních závodů až po chytré telefony, dokonce i v automatech na kávu – tyto malinkaté počítače jsou instalovány všude. Jsou to ony, díky nimž máme k dispozici mnoho funkcí pouhým stisknutím tlačítka nebo přejetím obrazovky. Za tím vším se ale skrývá mimořádný výpočetní výkon ve stále menších jednotkách. Výrobci čipů v současné době používají 14nm technologii, což znamená, že nejmenší funkční jednotky mají velikost jen 14 nanometrů. Pro srovnání – špendlíková hlavička má průměr okolo jednoho milionu nanometrů.

Sklíčidla a vakuové zámky

V takových rozměrech působí prachová částice jako obrovský balvan. Výroba se proto uskutečňuje v čistých prostorách s filtrovaným vzduchem, do nichž se lidé a zboží dostává jen po důkladném očištění a přes vzduchový zámek. Vývěvy se používají k posledně uvedenému účelu – k odsátí prachových částic z povrchů pomocí záporného tlaku.

V samotném čistém prostoru je mírný přetlak, což znamená, že se nic nedostane dovnitř – dokonce ani v případě netěsnosti. Požadovaný konstantní průtok vzduchu se přivádí shora. V dvojité podlaze čistého prostoru je umístěna příslušná extrakční jednotka. Křemíkové plátky, které slouží jako výchozí materiál pro výrobu čipů, jsou pro ochranu materiálu během různých výrobních kroků uchyceny vakuovým upínačem (sklíčidlem).

Molekuly a ionty

Až po tento bod jsme se zabývali hrubým vakuem. Pokud se ale dostáváme k tvorbě mikroskopicky malých struktur, je potřebné vysoké vakuum. To se využívá například k nanášení kovu na křemíkové plátky. Na jednu stranu dosahují kovy svého tavného bodu za relativně nízkých teplot. Na druhou stranu, dokonce i nejmenší nečistoty, třeba i molekuly vzduchu, mohou narušit vodivost vrstev o síle plátku. To stejné platí i pro implantaci iontů. Ionty jsou zde urychleny v elektrickém poli, nasměrovány na plátky a umístěny do krystalové mřížky.

EUV litografie by bez vakua nebyla možná. Tyto relativně nové procesy využívají extrémní ultrafialové světlo s velmi krátkou vlnovou délkou k působení na obzvlášť malé struktury na povrchu plátku. K absorbování EUV světla by však stačila jen pár milimetrů silná vzduchová vrstva. Takové světlo se může bez překážek šířit jen ve vakuu o velmi vysoké úrovni. Tato technologie a podobné metody tvoří předpoklady např. k tomu, aby naše chytré telefony byly stále tenčí a tenčí a přitom nabízely stále vyšší výkon.

Ve světě polovodičů odkazuje technologický uzel na minimální výrobní velikost vodivé dráhy mikročipu – a tato velikost se v průběhu doby stále zmenšuje.

První uzel měl velikost 10 mikrometrů – v dnešních standardech tlustý jak zahradní hadice. V hromadné výrobě se dnes používá velikost 14 nanometrů. Nicméně již existují čipy, které využívají technologii 10 a dokonce i 7 nm. Mezinárodní cestovní mapa pro polovodiče (ITRS) předpokládá, že 5nanometrové technologie bude dosaženo kolem roku 2020.

Plocha čipu se zmenšuje na přibližně na polovinu s každým novým technologickým uzlem. Vývoj výkonu mikroelektronických obvodů se řídí Moorovým zákonem. Podle něj se komplexnost integrovaných obvodů zdvojnásobuje každých 12 až 24 měsíců s minimálními náklady na komponenty.


Přihlaste se k odběru zpravodaje ‘World of Vacuum'!
Přihlaste se nyní k odběru a budete neustále seznamováni s posledními fascinujícími novinkami ve světě vakua.

PŘIHLÁSIT K ODBĚRU