Hvad gør en integreret kredsløbsproducent?
En integreret kredsløbsproducent fremstiller elektroniske halvledere, der er små faststof-elektroniske komponenter, der bruges i mobiltelefoner, fjernsyn og mange andre elektroniske enheder. Solid-state-enheder har ingen bevægelige dele og er lavet af siliciumbaserede chips, der giver computere og elektrisk behandlingsevne. Halvledere erstattede vakuumrør og tidlige mekaniske computerskiftere i midten af det 20. århundrede, hvilket gjorde det muligt for enheder at blive meget små, men alligevel indeholder en hel del computerkraft.
Produktion af integrerede kredsløb kræver flere trin og omhyggeligt kontrollerede produktionsbetingelser for at forhindre kontaminering. Producenten af det integrerede kredsløb bygger rene rum, der bruger meget høje niveauer af luftfiltrering til at fjerne støv og andre forurenende stoffer, der kan ødelægge et kredsløb. Medarbejdere bærer belægninger, der forhindrer støv, hud eller hår i at komme ind i procesområdet, og vil fjerne og udskifte disse belægninger, hvis de skal forlade og gå ind i produktionsområdet igen.
Det første trin i produktion af integrerede kredsløb er at skabe siliciumskiver, der bruges som basis i kredsløbet. En integreret kredsløbsproducent eller en udvendig entreprenør renser silicium fra naturligt sand og fjerner eventuelle urenheder for at skabe en cylinderformet krystal fremstillet af rent silicium. Cylinderen skæres derefter i tynde skiver, der kan være flere centimeter eller centimeter på tværs. Disse skiver rengøres kemisk, og derefter poleres den ene side til en spejllignende finish, der vil være basen i det integrerede kredsløb.
Polerede skiver udsættes derefter for rent ilt i en proces, der skaber et meget tyndt lag siliciumdioxid. Oxygen reagerer med det rene silicium på skiven, der forbruger en lille mængde silicium på skiveoverfladen. Det resulterende siliciumdioxid er molekylært bundet til det rene silicium under det og fjernes ikke senere undtagen ved kemisk behandling.
De næste trin, der anvendes af en integreret kredsløbsfabrikant, er en gentagen proces med maskering, lyseksponering, ætsning og rengøring. Et integreret kredsløb er et elektronisk kredsløb dannet af tynde lag af elektrisk ledende materiale adskilt af lag af ikke-ledere. Maskering placerer en skabelon eller design af det første kredsløb på siliciumskiven.
Først placeres et materiale kaldet fotoresist på skiveoverfladen med masken over sig. Fotoresisten udsættes for lys, hvilket forårsager en kemisk hærdningsreaktion af ethvert eksponeret materiale. Når masken fjernes, kan den uhærdede fotoresist fjernes i en proces kaldet ætsning.
En integreret kredsløbsfabrikant gentager disse trin og tilføjer lag af leder eller ikke-leder på skiven for at opbygge elektroniske kredsløb. Mange små integrerede kredsløb er lavet på en skive på én gang og skæres fra hinanden i senere trin, når kredsløbene er afsluttet. De sidste trin er at tilføje elektriske forbindelser til de enkelte kredsløb, så de kan placeres på kredsløb, der bruges i computere og andre elektroniske enheder.