Η κατασκευή CPU είναι πολύπλοκη διαδικασία που εξελίσσεται από την εφεύρεση των ημιαγώγων. Τα μικροτρίχα χτίζονται σε βάση πυρίτιου, η οποία επεξεργάζεται με χημικά, ακτινοβολία και μέταλλα για να σχηματιστεί δίκτυο ατομικών διασταύρωσης транзиστωρ. Απαιτείται μεγάλη υποδομή για ακριβή έλεγχο χημικών και θερμοκρασιών σε μικροσκοπικό επίπεδο. Τα τρικά κατασκευάζονται σε "καθαρά δωμάτια" (clean rooms) σχεδόν χωρίς σκόνη, οι μηχανικοί φορούν ειδικά φόρεμα. Ένα σapéλι σκόνη καταστρέφει το τρίχ.
Βήματα Κατασκευής
- Θόλωση βάσης: Πολυπυρίτιο θολώνεται με ημιαγωγικά στοιχεία (αρσένιο, βόριο, φώσφορος, αντιμόνιο) σε βάζο κρυστάλλου (υψηλότερη τήξη).
- Ανάπτυξη κρυστάλλου: Μια "σπορά" πυρίτιου καταβιβάζεται στη θολή υγρή βάση. Ψύχεται αργά, κρυσταλλώνει γύρω από τη σπορά. Μηχάνημα τραβάει την σπορά, δημιουργώντας μικρό στέλεχος (ingot).
- Κόψιμο ακρών: Αφαιρούνται τα άκρα με τις περισσότερες μιασματικές ουσιές. Ακριβής πρίονο κόβει το στέλεχος σε δίσκους (wafers) 1-2 mm πάχους.
- Επιφάνεια wafers: Θερμαίνονται για αφαίρεση ελαττωμάτων, ελεγχόνται με λέιζερ για καθαρότητα κρυσταλλικής δομής. Ξεμυρίζονται και βελτιώνονται μέχρι να γίνονται καθρέφτες.
- Φωτολιθογραφία: Δημιουργία μοτίβων επιπέδων. Επιχρίστεται φωτοαντίσταση (απολύεται με UV). Καλύπτεται με "μάσκα" και εκτίθεται σε UV. Η εκτεθειμένη φωτοαντίσταση καίει, μένουν τα καλυμμένα μέρη. Επαναλαμβάνεται για πολλαπλά επίπεδα.
- Ιονική ενέκλιση: Ιόνες (πρόσθετα/έλλειψη ηλεκτρονίων) βαρδίζουν τα επίπεδα. Αλλάζουν τις ημιαγωγικές ιδιότητες, δημιουργώντας τρανζίστορ.
- Διάνοιξη τρύπων: Με φωτολιθογραφία ανοίγουν τρύπες για σύνδεση επιπέδων.
- Μεταλλικό επίπεδο: Επιχρίστεται αλουμίνιο/χαλκός, γεμίζουν οι τρύπες. Δημιουργούνται ηλεκτρικές συνδέσεις.
- Έλεγχος ποιότητας: Ελεγχόνται όλα τα τρικά στο wafer, απορρίπτονται τα ελαττωματικά. Τα περιφερειακά συχνά έχουν ελαττώματα, τα κεντρικά ελεγχονται για στρατιωτικές/βιομηχανικές προδιαγραφές.
- Κόψιμο και συσκευασία: Ειδική μηχανή κόβει το wafer σε μεμονωμένα τρικά, τα οποία εντοπίζονται σε κεραμικά κέλυφη.