Hvad er halvlederfremstillingsprocessen?
Halvledere er et altid tilstedeværende element i moderne teknologi. Når de bedømmes efter deres evne til at udføre elektricitet, falder disse enheder mellem fulde ledere og isolatorer. De bruges som en del af et digitalt kredsløb i computere, radioer, telefoner og andet udstyr.
Halvlederfremstillingsprocessen begynder med basismaterialet. Halvledere kan fremstilles af et af et dusin sådanne materialer inklusive germanium, galiumarsenid og adskillige indiumforbindelser, såsom indiumantimonid og indiumphosphid. Det mest populære basismateriale er silicium på grund af dets lave produktionsomkostninger, enkle behandling og temperaturområde.
ved hjælp af silicium som et eksempel begynder halvlederproduktionsprocessen med produktionen af siliciumskiver. Først er silicium skåret i runde skivere ved hjælp af en diamant-tippet sav. Disse skiver sorteres derefter efter tykkelse og kontrolleres for skader. Den ene side af skiven er derefter ætset i et kemisk og poleret spejl-glat i ordenat fjerne alle urenheder og skader. Chips er bygget på den glatte side.
Et lag siliciumdioxidglas påføres den polerede side af siliciumskiven. Dette lag udfører ikke elektricitet, men hjælper med at forberede materialet til fotolitografi. Fremstillingsprocessen anvender også lag af kredsløbsmønstre på skiven, efter at den er coatet i et lag fotoresist, et lysfølsomt kemikalie. Lys skinnes derefter gennem en retikel og en linse-maske, så det ønskede kredsløbsmønster er præget på skiven.
Fotoresist -mønstringen vaskes væk ved hjælp af et antal organiske opløsningsmidler blandet sammen i en proces kaldet ashing. Processen resulterer i en skive, der er tredimensionel (3D). Skiven vaskes derefter ved hjælp af våde kemikalier og syrer for at eliminere forurenende stoffer og rester. Flere lag kan tilsættes ved at gentage hele fotolitografiprofonencess.
Når lagene er tilføjet, udsættes områder af siliciumskiven for kemikalier for at gøre dem mindre ledende. Dette gøres ved hjælp af dopingatomer til at fortrænge siliciumatomer i den originale skiverstruktur. Det er vanskeligt at kontrollere, hvor mange dopingatomer der er implanteret i et hvilket som helst område.
Den endelige opgave i halvlederfremstillingsprocessen er belægningen af hele skivens overflade i et tyndt lag af ledende metal. Kobber bruges normalt. Metallaget poleres derefter for at fjerne uønskede kemikalier. Når halvlederproduktionsprocessen er færdig, testes færdige halvledere grundigt.