Производитель интегральных схем производит полупроводниковые электронные схемы, которые представляют собой небольшие твердотельные электронные компоненты, используемые в мобильных телефонах, телевизоры и многие другие электронные устройства. Твердотельные устройства не имеют движущихся частей и состоят из чипов на основе кремния, которые обеспечивают вычислительные и электрические возможности. . Полупроводники заменили электронные лампы и первые механические компьютерные переключатели в середине 20-го века, что позволило устройствам стать очень маленькими, но при этом обладать большой вычислительной мощностью.
Производство интегральных схем требует нескольких этапов и тщательно контролируемых 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 повредить схему. Сотрудники носят покрытия, которые предотвращают попадание пыли, кожи или волос в технологическую зону, и снимают и заменяют эти покрытия, если им необходимо покинуть и снова войти в производственную зону.
Первым шагом в производстве интегральных схем является создание кремниевых пластин, используемых в качестве основы схемы. Производитель интегральных схем или внешний подрядчик очищают кремний от природных песков, удаляя любые примеси, чтобы создать кристалл цилиндрической формы из чистого кремния. Затем цилиндр разрезают на тонкие пластины, которые могут быть в несколько дюймов или сантиметров в поперечнике. Эти пластины химически очищаются, а затем одна сторона полируется до зеркального блеска, который станет основой интегральной схемы.
Полированные пластины затем подвергаются воздействию чистого кислорода в процессе, который создает очень тонкий слой диоксида кремния. Кислород вступает в реакцию с чистым кремнием на пластине, что приводит к потреблению небольшого количества кремния на поверхности пластины. Образовавшийся диоксид кремния молекулярно связан с чистым кремнием под ним и не будет удален позже, кроме как путем химической обработки.
Следующие шаги, используемые производителем интегральных схем, — это повторяющийся процесс маскирования, воздействия света, травление и очистка. Интегральная схема представляет собой электронную схему, образованную тонкими слоями электропроводящего материала, разделенными слоями непроводников. Маскирование помещает шаблон или дизайн первого слоя схемы на кремниевую пластину.
Сначала на поверхность пластины наносится материал, называемый фоторезистом, а поверх него — маска. Фоторезист подвергается воздействию света, который вызывает химическую реакцию отверждения любого экспонированного материала. Когда маска удалена, неотвержденный фоторезист можно удалить в процессе, называемом травлением.
Производитель интегральных схем повторяет эти шаги, добавляя слои проводника или изолятора на пластину для создания электронных схем. Многие небольшие интегральные схемы изготавливаются на пластине за один раз и разрезаются на более поздние этапы после того, как схемы будут завершены. Последними шагами являются добавление электрических соединений к отдельным цепям, чтобы их можно было разместить на используемых печатных платах. в компьютерах и других электронных устройствах.
