Понимание процесса производства полупроводников:от материалов до конечной продукции

Полупроводники — вездесущий элемент современной технологии. Если судить по их способности проводить электричество, эти устройства находятся между полными проводниками и изоляторами. Они используются как часть цифровой схемы в компьютерах, радиоприемниках, телефонах и другом оборудовании.

Процесс производства полупроводников начинается с основного материала. Полупроводники могут быть изготовлены из одного из дюжины таких материалов, включая германий, арсенид галлия и несколько соединений индия, таких как антимонид индия и фосфид индия. Самым популярным базовым материалом является кремний из-за его низкой себестоимости, простоты обработки и температурного диапазона.

На примере кремния процесс производства полупроводников начинается с производства кремниевых пластин. Сначала кремний разрезают на круглые пластины с помощью пилы с алмазным наконечником. Затем эти пластины сортируются по толщине и проверяются на наличие повреждений. Затем одну сторону пластины подвергают химической травле и полируют до зеркальной гладкости, чтобы удалить все загрязнения и повреждения. Чипы имеют гладкую сторону.

На полированную сторону кремниевой пластины наносится слой диоксида кремния. Этот слой не проводит электричество, но помогает подготовить материал к фотолитографии. В процессе производства на пластину также наносятся слои рисунков схем после того, как она покрыта слоем фоторезиста, светочувствительного химического вещества. Затем свет пропускается через сетку и маску-линзу, так что желаемый рисунок схемы отпечатывается на пластине.

Рисунок фоторезиста смывается с помощью смеси органических растворителей в процессе, называемом озолением. В результате этого процесса получается трехмерная (3D) пластина. Затем пластину промывают влажными химикатами и кислотами, чтобы удалить любые загрязнения и остатки. Можно добавить несколько слоев, повторяя весь процесс фотолитографии.

После добавления слоев участки кремниевой пластины подвергаются воздействию химикатов, чтобы сделать их менее проводящими. Это делается с помощью легирующих атомов для смещения атомов кремния в исходной структуре пластины. Трудно контролировать, сколько атомов легирования имплантировано в какую-либо область.

Последней задачей процесса производства полупроводников является покрытие всей поверхности пластины тонким слоем проводящего металла. Обычно используется медь. Затем металлический слой полируется для удаления нежелательных химикатов. После завершения процесса производства полупроводников готовые полупроводники тщательно тестируются.

Компания About Mechanics стремится предоставлять точную и достоверную информацию. Мы тщательно отбираем авторитетные источники и применяем строгий процесс проверки фактов для поддержания самых высоких стандартов. Чтобы узнать больше о нашем стремлении к точности, прочтите наш редакционный процесс.