Полупроводники — неотъемлемая часть современной техники. 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 галия и несколько соединений индия, таких как индий антимонид и фосфид индия. Наиболее 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 нарезается на круглые пластины с помощью пилы с алмазным наконечником. Затем эти пластины сортируются по толщине и проверяются на наличие повреждений. Затем одна сторона пластины подвергается химическому травлению и полируется до зеркального блеска, чтобы удалить все загрязнения и повреждения. Чипы построены на гладкой стороне.
На полированную сторону кремниевой пластины наносят слой стекла из диоксида кремния. Этот слой не проводит электричество, но помогает подготовить материал для фотолитографии. В процессе производства на пластину также наносятся слои схемы после того, как она была покрыта слоем фоторезиста, светочувствительного химического вещества. Затем свет проходит через сетку и линзу-маску, так что желаемый рисунок схемы отпечатывается на пластине.
Рисунок фоторезиста смывается с помощью ряда органических растворителей, смешанных вместе в процессе, называемом озолением. В результате процесса получается трехмерная пластина (3D). Затем пластину промывают с использованием влажных химикатов и кислот, чтобы удалить любые загрязнения и остатки. Можно добавить несколько слоев, повторив весь процесс фотолитографии.
После того, как слои были добавлены, участки кремниевой пластины подвергаются воздействию химических веществ, чтобы сделать их менее проводящими. Это делается с помощью легирующих атомов для смещения атомов кремния в исходной структуре пластины. Трудно контролировать, сколько легирующих атомов внедряется в какую-либо область.
Последней задачей в процессе производства полупроводников является покрытие всей поверхности пластины тонким слоем проводящего металла. Обычно используется медь. Металлический слой затем полируется, чтобы удалить нежелательные химические вещества. После завершения процесса производства полупроводников готовые полупроводники тщательно тестируются.
