Vad gör en tillverkare av integrerad krets?
En integrerad kretsstillverkare tillverkar elektroniska halvledarkretsar, som är små elektroniska komponenter i fast tillstånd som används i mobiltelefoner, tv-apparater och många andra elektroniska enheter. Solid-state-enheter har inga rörliga delar och är tillverkade av kiselbaserade chips som ger beräkning och elektrisk bearbetningskapacitet. Halvledare ersatte vakuumrör och tidiga mekaniska datoromkopplare i mitten av 1900-talet, vilket gör att enheterna kan bli mycket små men ändå innehålla en hel del datorkraft.
Produktion av integrerade kretsar kräver flera steg och noggrant kontrollerade tillverkningsförhållanden för att förhindra kontaminering. Den integrerade kretstillverkaren bygger rena rum som använder mycket höga luftfiltreringsnivåer för att ta bort damm och andra föroreningar som kan förstöra en krets. Anställda bär beläggningar som förhindrar damm, hud eller hår från att komma in i processområdet och kommer att ta bort och byta ut dessa beläggningar om de måste lämna och åter komma in i produktionsområdet.
Det första steget i att producera integrerade kretsar är att skapa kiselskivor som används som bas i kretsen. En tillverkare av integrerad krets eller en extern entreprenör rensar kisel från naturliga sand, och tar bort eventuella föroreningar för att skapa en cylinderformad kristall tillverkad av rent kisel. Cylindern skärs sedan i tunna skivor, som kan vara flera tum eller centimeter tvärs över. Dessa skivor rengörs kemiskt, och sedan poleras den ena sidan till en spegelliknande finish som kommer att vara basen i den integrerade kretsen.
Polerade skivor utsätts sedan för rent syre i en process som skapar ett mycket tunt lager kiseldioxid. Syre reagerar med rent kisel på skivan, som förbrukar en liten mängd kisel på skivytan. Den erhållna kiseldioxiden är molekylärt bunden till det rena kisel under den och kommer inte att tas bort senare med kemisk bearbetning.
De nästa stegen som används av en integrerad kretstillverkare är en upprepad process för maskering, exponering av ljus, etsning och rengöring. En integrerad krets är en elektronisk krets bildad av tunna lager av elektriskt ledande material separerade av lager av icke-ledare. Maskering placerar en mall eller design av det första kretslagret på kiselskivan.
Först placeras ett material som kallas fotoresist på skivytan, med masken över sig. Fotoresisten exponeras för ljus, vilket orsakar en kemisk härdningsreaktion av allt exponerat material. När masken tas bort kan den härdade fotoresisten tas bort i en process som kallas etsning.
En tillverkare av integrerad krets upprepar dessa steg och lägger lager av ledare eller icke-ledare på skivan för att bygga elektroniska kretsar. Många små integrerade kretsar är gjorda på en skiva på en gång och skärs isär i senare steg när kretsarna har slutförts. De sista stegen är att lägga till elektriska anslutningar till de enskilda kretsarna så att de kan placeras på kretskort som används i datorer och andra elektroniska enheter.