Co dělá výrobce integrovaného obvodu?
Výrobce integrovaných obvodů vyrábí polovodičové elektronické obvody, což jsou malé polovodičové elektronické součástky používané v mobilních telefonech, televizích a mnoha dalších elektronických zařízeních. Polovodičová zařízení nemají žádné pohyblivé části a jsou vyrobeny z čipů na bázi křemíku, které poskytují výpočetní a elektrické zpracování. V polovině 20. století byly polovodiče nahrazeny vakuovými trubicemi a mechanickými počítačovými spínači, což umožnilo zařízením stát se velmi malými, ale přesto obsahovat velké množství výpočetního výkonu.
Výroba integrovaných obvodů vyžaduje několik kroků a pečlivě kontrolované výrobní podmínky, aby se zabránilo kontaminaci. Výrobce integrovaného obvodu staví čisté prostory, které používají velmi vysokou úroveň filtrace vzduchu k odstranění prachu a jiných nečistot, které mohou zničit obvod. Zaměstnanci nosí obaly, které zabraňují vniknutí prachu, kůže nebo vlasů do oblasti zpracování, a pokud musí opustit a znovu vstoupit do výrobní oblasti, odstraní je a nahradí.
Prvním krokem při výrobě integrovaných obvodů je vytvoření křemíkových destiček používaných jako základna obvodu. Výrobce integrovaného obvodu nebo externí dodavatel čistí křemík z přírodních písků, čímž odstraňuje veškeré nečistoty a vytváří krystal ve tvaru válce vyrobený z čistého křemíku. Válec se poté rozřeže na tenké oplatky, které mohou být o několik palců nebo centimetrů napříč. Tyto oplatky jsou chemicky vyčištěny a poté je jedna strana vyleštěna do zrcadlového tvaru, který bude základem integrovaného obvodu.
Leštěné oplatky jsou poté vystaveny čistému kyslíku v procesu, který vytváří velmi tenkou vrstvu oxidu křemičitého. Kyslík reaguje s čistým křemíkem na oplatce, který spotřebovává malé množství křemíku na povrchu oplatky. Výsledný oxid křemičitý je molekulárně vázán na čistý křemík pod ním a nebude odstraněn později, s výjimkou chemického zpracování.
Další kroky používané výrobcem integrovaného obvodu jsou opakovaný proces maskování, vystavení světlu, leptání a čištění. Integrovaný obvod je elektronický obvod tvořený tenkými vrstvami elektricky vodivého materiálu oddělenými vrstvami nevodičů. Maskování umístí šablonu nebo design první vrstvy obvodu na křemíkový plátek.
Nejprve se na povrch oplatky umístí materiál zvaný fotorezist, s maskou přes něj. Fotorezist je vystaven světlu, které způsobuje chemickou vytvrzovací reakci jakéhokoli exponovaného materiálu. Když je maska odstraněna, nevytvrzený fotorezist může být odstraněn v procesu zvaném leptání.
Výrobce integrovaného obvodu tyto kroky opakuje a přidává vrstvy vodiče nebo nevodiče na destičku, aby vytvořil elektronické obvody. Mnoho malých integrovaných obvodů se vyrábí na oplatce najednou a po dokončení obvodů se oddělí v pozdějších krocích. Posledním krokem je přidání elektrického připojení k jednotlivým obvodům, aby mohly být umístěny na deskách s obvody používaných v počítačích a jiných elektronických zařízeních.