Wat Doen Geïntegreerde Schakeling Fabrikanten: De Kleine Krachtpatser Achter Moderne Elektronica

Een geïntegreerde schakeling fabrikant produceert halfgeleider elektronische schakelingen, die kleine solid-state elektronische componenten zijn gebruikt in mobiele telefoons, televisies en veel andere elektronische apparaten. Solid-state apparaten hebben geen bewegende delen, en zijn gemaakt van silicium-gebaseerde chips die reken- en elektrische verwerkingscapaciteit bieden. Halfgeleiders vervangen buizen en vroege mechanische computerschakelaars in de midden 20e eeuw, wat apparaten toeliet om heel klein te worden, maar toch een groot aantal rekenkracht te bevatten.

Productieproces

Productie van geïntegreerde schakelingen vereist verscheidene stappen en zorgvuldig gecontroleerde productieomstandigheden om besmetting te voorkomen. De geïntegreerde schakeling fabrikant bouwt schone ruimtes die zeer hoge niveaus van luchtfiltratie gebruiken om stof en andere verontreinigingen die een schakeling kunnen ruïneren te verwijderen. Werknemers dragen bekledingen die stof, huid of haar van het procesgebied weerhouden, en zullen deze bekledingen verwijderen en vervangen als ze het productiegebied moeten verlaten en weer betreden.

De eerste stap in het produceren van geïntegreerde schakelingen is het creëren van silicium wafers gebruikt als basis van de schakeling. Een geïntegreerde schakeling fabrikant of een externe contractant zuivert silicium uit natuurlijke zanden, verwijdert alle onzuiverheden om een cilindervormig kristal van zuiver silicium te creëren. De cilinder wordt dan in dunne wafers gesneden, die verscheidene inches of centimeters breed kunnen zijn. Deze wafers worden chemisch gereinigd, en dan wordt één kant gepolijst tot een spiegelgladde afwerking die de basis van de geïntegreerde schakeling zal zijn.

Laagbouw

Gepolijste wafers worden dan blootgesteld aan zuivere zuurstof in een proces dat een zeer dunne laag siliciumdioxide creëert. Zuurstof reageert met het zuivere silicium op de wafer, wat een kleine hoeveelheid van het silicium op het waferoppervlak verbruikt. Het resulterende siliciumdioxide is moleculair gebonden aan het zuivere silicium eronder, en zal later niet verwijderd worden behalve door chemische verwerking.

De volgende stappen die door een geïntegreerde schakeling fabrikant gebruikt worden zijn een herhaald proces van maskeren, lichtexpositie, etsen en reinigen. Een geïntegreerde schakeling is een elektronische schakeling gevormd door dunne lagen van elektrisch geleidend materiaal gescheiden door lagen van niet-geleiders. Maskeren plaatst een sjabloon of ontwerp van de eerste schakellaag op de silicium wafer.

Eerst wordt een materiaal genaamd fotoresist op het waferoppervlak geplaatst, met het masker erbovenop. De fotoresist wordt blootgesteld aan licht, wat een chemische uithardingreactie van elk blootgesteld materiaal veroorzaakt. Wanneer het masker verwijderd wordt, kan de ongeharde fotoresist verwijderd worden in een proces genaamd etsen.

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