Tek.no

Guide

Slik lages en prosessor

De er verdens mest kompliserte produkter. Vi forteller deg hvordan de lages »

En ferdig prosessor
Jørgen Elton Nilsen
25 Apr 2012 20:00

Skapes fra sand

For å lage toppmoderne prosessorer starter man med den primære råvaren: Sand. Sand består av silisiumdioksid, og elektronikkprodusentene henter ut den reneste silisium-sanden de finner rundt om i verden. Norge er faktisk et av landene som selger slik sand.

Fra sand henter man silisium

For å kunne bruken sanden må dioksid-delen av navnet fjernes. Det gjøres kort og greit ved å fjerne oksygenet. En prosess der sanden blir varmet opp til flere tusen grader, sammen med karbon. Karbonet reagerer med oksygenet, og danner karbondioksid. Dette stoffet er tyngre enn silisium, og legger seg i bunn av smelteovnene.

På toppen blir godsakene liggende igjen, som nå er hele 99 prosent rent silisium. Men det er, tro det eller ei, skittent. Veldig skittent.

For å kunne lage elektroniske halvledere, som en prosessor i bunn og grunn er, må det renses skikkelig. Silisiumet blir malt opp til et pulver, som på nytt varmes opp sammen med diverse andre stoffer, til en flytende masse. Stoffene reagerer med hverandre, som i sin tur destilleres.

Det er først nå man kan hente ut silisium som er rent nok til produksjonen av elektriske kretser. Det har en renhet på hele 99,999999 prosent. Med andre ord, det er bare ett atom som ikke hører hjemme per hundre millioner.

Rent er ikke bra nok

Silisiumet er nå uhyre rent, men det er ikke bra nok – det har helt feil fysisk form. På dette punktet i prosessen er silisiumet krystallisert, noe som påvirker måten elektronene vil oppføre seg senere om man hadde laget en prosessor ut av det.

Trikset er å få gjort om atomstrukturen slik at den er lik hele veien, og ikke formet i ulike krystaller. For å få til dette varmes silisiumet nok en gang opp til en temperatur rett over smeltepunktet i en roterende ovn.

Man trekker så det semiflytende silisiumet ut av den roterende ovnen sakte med sikkert, og står igjennom med det stoffet alle mikroprosessorer er laget fra – formet som en en «ingot».

En «ingot». Diameteren er 300 mm, som er vanlig for dagens produksjoner.

Disse solide blanke klumpene er selve grunnmuren til en prosessor, og i dag er det vanlig å lage disse med en diameter på litt over 300 mm. Tidligere var de langt mindre, men moderne produksjonsteknikk gjør det mulig å håndtere større ingoter.

Desto bredere denne klumpen med silisium er, desto flere prosessorer kan man lage samtidig, og desto billigere blir de alle.

Kuttes opp som brødskiver

Før selve produksjonen av prosessorer kan starte må ingoten kuttes opp, i skiver som er godt under én millimeter tykke. Man gjør dette på mange måter slik brødkutte-maskinene i dagligvarebutikker fungerer, bare litt mer elegant.

Mer spesifikt er det tråder som kutter opp den massive ingoten, som sager igjennom uten å «stjele» spesielt mye silisium underveis. Platene man nå sitter igjen med kalles «wafers».

En wafer klar for produksjon

Waferene får nå en god runde med sliping og polering, som sørger for at overflaten er ufattelig flat og jevn. For dem som liker tall så skal det nevnes at de største ujevnhetene maksimalt ligger på to mikrometer, to tusendeler av en millimeter.

Bli med til neste side, så ser vi nærmere på de ultramoderne fabrikkene der prosessorer lages»

Les også