O que é o processo de fabricação de semicondutores?

Os semicondutores são um elemento sempre presente na tecnologia moderna. Quando julgados por sua capacidade de conduzir eletricidade, esses dispositivos ficam entre condutores e isoladores completos. Eles são usados ​​como parte de um circuito digital em computadores, rádios, telefones e outros equipamentos.

O processo de fabricação de semicondutores começa com o material base. Os semicondutores podem ser feitos a partir de uma dentre uma dúzia desses materiais, incluindo germânio, arseneto de gálio e vários compostos de índio, como antimoneto de índio e fosfeto de índio. O material base mais popular é o silício, devido ao baixo custo de produção, processamento simples e faixa de temperatura.

Usando o silício como exemplo, o processo de fabricação de semicondutores começa com a produção de pastilhas de silício. Primeiro, o silicone é cortado em bolachas redondas usando uma serra com ponta de diamante. Essas bolachas são então classificadas por espessura e verificadas quanto a danos. Um lado da bolacha é então gravado em um produto químico e polido, espelhado, a fim de remover todas as impurezas e danos. Chips são construídos no lado liso.

Uma camada de vidro de dióxido de silício é aplicada ao lado polido da pastilha de silício. Essa camada não conduz eletricidade, mas ajuda a preparar o material para a fotolitografia. O processo de fabricação também aplica camadas de padrões de circuito à bolacha depois de revestida com uma camada de foto-resistência, um produto químico sensível à luz. A luz é então brilhada através de um retículo e uma máscara de lente, para que o padrão de circuito desejado seja impresso na bolacha.

O padrão fotorresistente é lavado usando um número de solventes orgânicos misturados em um processo chamado cinza. O processo resulta em uma bolacha tridimensional (3D). A bolacha é então lavada com produtos químicos e ácidos úmidos, a fim de eliminar quaisquer contaminantes e resíduos. É possível adicionar várias camadas repetindo todo o processo de fotolitografia.

Depois que as camadas são adicionadas, as áreas da pastilha de silício são expostas a produtos químicos, a fim de torná-los menos condutores. Isso é feito usando átomos de doping para deslocar átomos de silício na estrutura original da bolacha. É difícil controlar quantos átomos de doping são implantados em qualquer área.

A tarefa final no processo de fabricação de semicondutores é o revestimento de toda a superfície da bolacha em uma fina camada de metal condutor. O cobre é geralmente usado. A camada de metal é então polida para remover produtos químicos indesejados. Depois que o processo de fabricação de semicondutores é concluído, os semicondutores acabados são testados minuciosamente.