集積回路メーカーは何をしていますか？

集積回路メーカーは、携帯電話、テレビ、その他多くの電子機器に使用される小型の固体電子部品である半導体電子回路を製造しています。 ソリッドステートデバイスには可動部品がなく、コンピューティングおよび電気処理機能を提供するシリコンベースのチップで作られています。 20世紀半ばに半導体が真空管と初期の機械式コンピュータースイッチに取って代わり、デバイスを非常に小さくしながら、大量の計算能力を搭載できるようになりました。

集積回路の製造には、汚染を防ぐためにいくつかのステップと慎重に管理された製造条件が必要です。 集積回路メーカーは、非常に高いレベルの空気ろ過を使用して、回路を破壊する可能性のあるほこりやその他の汚染物質を除去するクリーンルームを構築します。 従業員は、ほこり、皮膚、または髪がプロセスエリアに入るのを防ぐカバーを着用し、生産エリアから出て再入する必要がある場合、これらのカバーを取り外して交換します。

集積回路を製造する最初のステップは、回路のベースとして使用されるシリコンウェーハを作成することです。 集積回路製造業者または外部の請負業者は、天然の砂からシリコンを精製し、不純物を除去して、純粋なシリコンから作られた円柱形の結晶を作成します。 次に、シリンダーを薄いウェーハに切断します。このウェーハは、直径が数インチまたは数センチになる場合があります。 これらのウェーハは化学的に洗浄され、次に片面が集積回路のベースとなる鏡面仕上げに研磨されます。

研磨されたウェーハは、二酸化ケイ素の非常に薄い層を作成するプロセスで純粋な酸素にさらされます。 酸素はウェーハ上の純粋なシリコンと反応し、ウェーハ表面のシリコンを少量消費します。 結果として生じる二酸化ケイ素は、その下の純粋なシリコンに分子的に結合され、化学処理を除いて後で除去されません。

集積回路メーカーが使用する次のステップは、マスキング、露光、エッチング、洗浄の繰り返しプロセスです。 集積回路は、非導体の層で分離された導電性材料の薄い層で形成された電子回路です。 マスキングは、最初の回路層のテンプレートまたはデザインをシリコンウェーハに配置します。

最初に、フォトレジストと呼ばれる材料をウェハ表面に置き、その上にマスクを置きます。 フォトレジストは光に露光され、露光された材料の化学硬化反応を引き起こします。 マスクが除去されると、エッチングと呼ばれるプロセスで未硬化のフォトレジストを除去できます。

集積回路製造業者はこれらのステップを繰り返し、導体または非導体の層をウェーハに追加して電子回路を構築します。 多くの小さな集積回路は一度にウェーハ上に作成され、回路が完成すると後のステップで切り離されます。 最後の手順は、個々の回路に電気接続を追加して、コンピューターやその他の電子機器で使用される回路基板に配置できるようにすることです。