Cosa fa un produttore di circuiti integrati?
Un produttore di circuiti integrati produce circuiti elettronici a semiconduttore, che sono piccoli componenti elettronici a stato solido utilizzati in telefoni cellulari, televisori e molti altri dispositivi elettronici. I dispositivi a stato solido non hanno parti mobili e sono realizzati con chip a base di silicio che forniscono capacità di elaborazione ed elaborazione elettrica. I semiconduttori sostituirono le valvole a vuoto e i primi interruttori meccanici per computer a metà del XX secolo, consentendo ai dispositivi di diventare molto piccoli, ma con una grande potenza di calcolo.
La produzione di circuiti integrati richiede diverse fasi e condizioni di produzione attentamente controllate per prevenire la contaminazione. Il produttore di circuiti integrati costruisce camere bianche che utilizzano livelli molto elevati di filtrazione dell'aria per rimuovere polvere e altri contaminanti che possono rovinare un circuito. I dipendenti indossano rivestimenti che impediscono a polvere, pelle o capelli di penetrare nell'area di processo e rimuoveranno e sostituiranno questi rivestimenti se devono lasciare e rientrare nell'area di produzione.
Il primo passo nella produzione di circuiti integrati è la creazione di wafer di silicio utilizzati come base del circuito. Un produttore di circuiti integrati o un appaltatore esterno purifica il silicio dalle sabbie naturali, rimuovendo eventuali impurità per creare un cristallo a forma di cilindro realizzato in silicio puro. Il cilindro viene quindi tagliato in sottili wafer, che possono essere di diversi pollici o centimetri di diametro. Questi wafer vengono puliti chimicamente, quindi un lato viene lucidato con una finitura a specchio che sarà la base del circuito integrato.
I wafer lucidati vengono quindi esposti all'ossigeno puro in un processo che crea uno strato molto sottile di biossido di silicio. L'ossigeno reagisce con il silicio puro sul wafer, che consuma una piccola quantità di silicio sulla superficie del wafer. Il biossido di silicio risultante è legato molecolarmente al silicio puro sottostante e non verrà rimosso in seguito se non mediante trattamento chimico.
Le fasi successive utilizzate da un produttore di circuiti integrati sono un processo ripetuto di mascheratura, esposizione alla luce, incisione e pulizia. Un circuito integrato è un circuito elettronico formato da sottili strati di materiale elettricamente conduttore separati da strati di non conduttori. Il mascheramento posiziona un modello o un disegno del primo strato circuitale sul wafer di silicio.
Innanzitutto, un materiale chiamato fotoresist viene posizionato sulla superficie del wafer, con la maschera su di esso. Il fotoresist è esposto alla luce, che provoca una reazione di indurimento chimico di qualsiasi materiale esposto. Quando la maschera viene rimossa, il fotoresist non polimerizzato può essere rimosso in un processo chiamato incisione.
Un produttore di circuiti integrati ripete questi passaggi, aggiungendo strati di conduttore o non conduttore sul wafer per costruire circuiti elettronici. Molti piccoli circuiti integrati vengono realizzati contemporaneamente su un wafer e, una volta completati, vengono tagliati in fasi successive. Gli ultimi passaggi sono l'aggiunta di collegamenti elettrici ai singoli circuiti in modo che possano essere posizionati su schede utilizzate in computer e altri dispositivi elettronici.