Wat fabrikanten van geïntegreerde schakelingen doen:de kleine krachtpatsers achter moderne elektronica bouwen

Een fabrikant van geïntegreerde schakelingen produceert elektronische halfgeleidercircuits, dit zijn kleine elektronische componenten in vaste toestand die worden gebruikt in mobiele telefoons, televisies en vele andere elektronische apparaten. Solid-state apparaten hebben geen bewegende delen en zijn gemaakt van op silicium gebaseerde chips die computer- en elektrische verwerkingsmogelijkheden bieden. Halfgeleiders vervingen halverwege de 20e eeuw vacuümbuizen en vroege mechanische computerschakelaars, waardoor apparaten heel klein konden worden en toch veel rekenkracht konden bevatten.

De productie van geïntegreerde schakelingen vereist verschillende stappen en zorgvuldig gecontroleerde productieomstandigheden om besmetting te voorkomen. De fabrikant van geïntegreerde schakelingen bouwt cleanrooms die een zeer hoog niveau van luchtfiltratie gebruiken om stof en andere verontreinigingen te verwijderen die een circuit kunnen ruïneren. Medewerkers dragen bedekkingen die voorkomen dat stof, huid of haar de procesruimte binnendringen, en zullen deze bedekkingen verwijderen en vervangen als ze de productieruimte moeten verlaten en opnieuw betreden.

De eerste stap bij het produceren van geïntegreerde schakelingen is het maken van siliciumwafels die als basis van het circuit worden gebruikt. Een fabrikant van geïntegreerde schakelingen of een externe aannemer zuivert silicium uit natuurlijk zand en verwijdert alle onzuiverheden om een ​​cilindervormig kristal te creëren, gemaakt van puur silicium. De cilinder wordt vervolgens in dunne wafels gesneden, die enkele centimeters of centimeters breed kunnen zijn. Deze wafels worden chemisch gereinigd en vervolgens wordt één kant gepolijst tot een spiegelachtige afwerking die de basis zal vormen van het geïntegreerde circuit.

Gepolijste wafels worden vervolgens blootgesteld aan pure zuurstof in een proces waarbij een zeer dunne laag siliciumdioxide ontstaat. Zuurstof reageert met het zuivere silicium op de wafer, waardoor een kleine hoeveelheid silicium op het waferoppervlak wordt verbruikt. Het resulterende siliciumdioxide is moleculair gebonden aan het zuivere silicium eronder en zal later niet meer worden verwijderd, behalve door chemische verwerking.

De volgende stappen die een fabrikant van geïntegreerde schakelingen gebruikt, zijn een herhaald proces van maskeren, blootstelling aan licht, etsen en reinigen. Een geïntegreerd circuit is een elektronisch circuit dat wordt gevormd door dunne lagen elektrisch geleidend materiaal, gescheiden door lagen niet-geleiders. Bij maskering wordt een sjabloon of ontwerp van de eerste circuitlaag op de siliciumwafel geplaatst.

Eerst wordt een materiaal genaamd fotoresist op het waferoppervlak geplaatst, met het masker eroverheen. De fotoresist wordt blootgesteld aan licht, wat een chemische uithardingsreactie van het blootgestelde materiaal veroorzaakt. Wanneer het masker wordt verwijderd, kan de niet-uitgeharde fotoresist worden verwijderd via een proces dat etsen wordt genoemd.

Een fabrikant van geïntegreerde schakelingen herhaalt deze stappen en voegt lagen geleider of niet-geleider aan de wafer toe om elektronische schakelingen te bouwen. Veel kleine geïntegreerde schakelingen worden in één keer op een wafer gemaakt en in latere stappen uit elkaar gehaald zodra de schakelingen zijn voltooid. De laatste stappen zijn het toevoegen van elektrische verbindingen aan de individuele circuits, zodat ze kunnen worden geplaatst op printplaten die worden gebruikt in computers en andere elektronische apparaten.

About Mechanics streeft ernaar nauwkeurige en betrouwbare informatie te verstrekken. We selecteren zorgvuldig gerenommeerde bronnen en hanteren een rigoureus proces van factchecking om aan de hoogste normen te voldoen. Lees ons redactionele proces voor meer informatie over onze toewijding aan nauwkeurigheid.