لفهم كيف يمكن حشر كل هذا العدد من الترانزستورات في هذه المساحة الصغيرة، يجب أن تعرف أولاً مم يتكون الترانزستور
الرانزستور يتكون أساساً من مادتين مختلفتين تسمى الأولى p-type والثانية n-type...
يتم تركيب الترانزستور عن طريق جزء من إحدى المادتين بين جزئين من المادة الثانية على شكل p-n-p أو n-p-n وترتيب المواد هناك على شكل الأجزاء الثلاثة هو الذي يحدد نوع الترانزستور فهناك نوعين بنفس اسم الترتيب PNP و NPN
الجزء الأوسط يسمى القاعدة Base، والجزئين الطرفيين أحدهما يسمى الباعث Emitter والآخر يسمى المُجمّع Collecter...
الآن المسألة صارت سهلة جداً
كل ما يقومون بفعله هو ما يسمى بالطباعة الضوئية، وهي تشبه طريقة طباعة اللوحات الإلكترونية المطبوعة ( مثل اللوحة الأم حيث تجد كل تلك التوصيلات ) ولكن بشكل أصغر بكثير وباستخدام الضوء بدلاً من الأحماض، لنأتي لكيفية صناعة اللوحات المطبوعة
أسهل طريقة لصناعة اللوحات المطبوعة يمكن حتى تطبيقها في المنزل حيث تتوافر أدوات خاصة لصناعة هذه اللوحات، يتم استخدام لوحة أساسية وهي عبارة عن لوحة من مادة عازلة مثل البلاستيك المقاوم للحرارة والعازل للكهرباء وفي نفس الوقت يعتبر البلاستيك مقاوماً للأحماض، يغطى هذا البلاستيك بطبقة رقيقة من النحاس تشكل المادة الموصلة للتيار...
للطباعة على هذه اللوحة يتم استخدام طباعة عادية باستخدام حبر خاص مقاوم للأحماض، حيث يتم رسم الخطوط التي يُراد أن تكون هي الموصلات على الطبقة النحاسية وذلك حتى يتم الانتهاء من الرسم تماماً للوحة كلها، بعد الانتهاء يُنتظر حتى يجف الحبر ( وربما يُعالج بمادة كيميائية حسب نوع الحبر المستخدم )، بعد ذلك يتم تغطيس اللوحة بأكملها بداخل حوض يحتوي على مادّة حمضية..
تبدأ المادة الحمضية بالتفاعل مع النحاس المكشوف ليتآكل النحاس المكشوف بأكمله من اللوحة ويترك النحاس المغطى بالحبر لأن الحبر مضاد للأحماض فيستطيع مقاومة الحمض، ويتم تغطيس اللوحة في الحمض لفترة كافية ليتخلص من كل النحاس الغير مغطى بالحبر...
بعد ذلك يتم إزالة اللوحة من ذلك الحوض ويجفف من الحمض ثم يتم استخدام مادة كيميائية تستطيع إذابة الحبر وذلك لكشف النحاس، البعض يفضل كشف النحاس فقط عند أطراف اللحام وذلك لحماية النحاس من التأكسد مع مرور الوقت...
لصناعة الترانزستورات يتم استخدام ذات المبدأ، هناك ما يسمى بالقناع الخاص بالطباعة وهو يحتوي على فتحات ومسارات صغيرة جداً بنفس قطر الطول الموجي للضوء أو للأشعة المستخدمة في الطباعة الضوئية حيث تستخدم عدة أنواع آخرها حالياً هي الطباعة بالأشعة الفوق بنفسجية UV Lithography...
تستخدم لوحة خاصة من مادة P أو N وهي تكون حساسة للضوء ويتم وضع القناع عليها ثم يتم تعريضها لتلك الأشعة، طبعاً الأشعة يجب أن تكون متوازية تماماً حتى تخرج مباشرة من فتحات ومسارات القناع لتضرب بالضبط نقاط محددة على مادة الـ P أو الـ N...
وعندها تكون اللوحة قد تضمنت ملايين المسارات الصغيرة جداً تبلغ قطرها مثل الطول الموجي للضوء...
بعد ذلك تمر على عدة مراحل معالجة مشابهة عن طريق الأقنعة والأشعة لعمل طبقات أخرى لتتشكل ملايين الترانزستورات من تلك المسارات الصغيرة...
الصورة التالية تمثل ترانزستور واحد ضمن تقنية تصنيع 45 نانو التي تقوم Intel باستخدامها وتجد تعريف بالمواد المستخدمة كالسيلكون Si وجيرمانيوم السيلكون SiGe والـ High-K وهي مواد عازلة خاصة...
الـ SiGe هي أطراف الـ الترانزستور هنا أو الباعث والمجمّع، والـ Metal الذي تراه هو القاعدة Base...
لمعرفة هذا الترانزستور كم يبلغ حجمه فإن عرض القاعدة الذي تراه يبلغ طوله 45 نانو متر أي 0.045 مايكرو متر، أي 0.000045 ملم أي 0.000000045 متر، ولكي يكون أكثر وضوحاً فهو 45 من مليون جزء من الملليمتر
طبعاً هذا شرح مبسط جداً لفهم الكيفية العامة لطباعة كل تلك الترانزستورات في المعالجات والرقاقات الإلكترونية، ولكن الواقع أكثر تعقيداً بكثير من هذا والمسألة أكرث من مجرد تجميع للطبقات أو الطباعة، فمثلاً في تقنيات الصناعة التي تستخدمها Intel يتم استخدام عوازل تسمى High-K في تقنيات تصنيع 45 نانو، ولكن في معالجات AMD الأمر يختلف فهي ابتكرت تقنية المعالجة المغمورة Immersion Lithography حيث تتم عملية الطباعة بأكملها ضمن وسط سائل حتى تضمن دقّة تصنيع أدق دون الحاجة للتوجه إلى تقنية High-K، وواقعاً إضافة الـ High-K سيزيد من قدرة تقنية تصنيع 45 نانو التي تستخدمها AMD...
المفضلات