Что делают производители интегральных схем:создание крошечных электростанций, лежащих в основе современной электроники

Производитель интегральных схем производит полупроводниковые электронные схемы, которые представляют собой небольшие твердотельные электронные компоненты, используемые в мобильных телефонах, телевизорах и многих других электронных устройствах. Твердотельные устройства не имеют движущихся частей и состоят из кремниевых чипов, обеспечивающих вычислительные и электрические возможности. Полупроводники заменили электронные лампы и ранние механические компьютерные переключатели в середине 20-го века, что позволило устройствам стать очень маленькими, но при этом содержать большую вычислительную мощность.

Производство интегральных схем требует нескольких этапов и тщательного контроля производственных условий для предотвращения загрязнения. Производитель интегральных схем строит чистые помещения, в которых используется очень высокий уровень фильтрации воздуха для удаления пыли и других загрязнений, которые могут испортить схему. Сотрудники носят покрытия, предотвращающие попадание пыли, кожи или волос в технологическую зону, и снимают и заменяют эти покрытия, если им необходимо покинуть производственную зону и снова войти в нее.

Первым шагом в производстве интегральных схем является создание кремниевых пластин, используемых в качестве основы схемы. Производитель интегральных схем или сторонний подрядчик очищает кремний от природного песка, удаляя любые примеси, чтобы создать кристалл цилиндрической формы из чистого кремния. Затем цилиндр разрезается на тонкие пластины, диаметр которых может составлять несколько дюймов или сантиметров. Эти пластины подвергаются химической очистке, а затем одна сторона полируется до зеркального блеска, который станет основой интегральной схемы.

Полированные пластины затем подвергаются воздействию чистого кислорода в процессе, в результате которого образуется очень тонкий слой диоксида кремния. Кислород вступает в реакцию с чистым кремнием на пластине, в результате чего поглощается небольшое количество кремния на поверхности пластины. Образующийся диоксид кремния молекулярно связан с чистым кремнием под ним и не будет удален позже, кроме как путем химической обработки.

Следующие шаги, предпринимаемые производителем интегральных схем, — это повторяющийся процесс маскировки, воздействия света, травления и очистки. Интегральная схема — это электронная схема, состоящая из тонких слоев электропроводящего материала, разделенных слоями непроводников. Маскирование помещает шаблон или рисунок первого слоя схемы на кремниевую пластину.

Сначала на поверхность пластины наносится материал, называемый фоторезистом, поверх которого накладывается маска. Фоторезист подвергается воздействию света, что вызывает химическую реакцию отверждения любого экспонированного материала. Когда маска снята, неотвержденный фоторезист можно удалить с помощью процесса, называемого травлением.

Производитель интегральных схем повторяет эти шаги, добавляя на пластину слои проводников или непроводников для создания электронных схем. Многие небольшие интегральные схемы изготавливаются на пластине одновременно и разрезаются на более поздних этапах, когда схемы готовы. Заключительные шаги — добавление электрических соединений к отдельным схемам, чтобы их можно было разместить на печатных платах, используемых в компьютерах и других электронных устройствах.

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.