Vad är processen för halvledartillverkning?

Halvledare är ett ständigt närvarande element i modern teknik. När de bedöms av deras förmåga att leda elektricitet, faller dessa enheter mellan fulla ledare och isolatorer. De används som en del av en digital krets i datorer, radioapparater, telefoner och annan utrustning.

Halvledartillverkningsprocessen börjar med basmaterialet. Halvledare kan tillverkas av ett av ett dussin sådana material inkluderande germanium, galiumarsenid och flera indiumföreningar såsom indiumantimonid och indiumfosfid. Det mest populära basmaterialet är kisel på grund av dess låga produktionskostnad, enkla bearbetning och temperaturintervall.

Med användning av kisel som ett exempel börjar tillverkningen av halvledarprocesser med produktion av kiselskivor. Först skivas silikonet i runda skivor med en diamantspetsad såg. Dessa skivor sorteras sedan efter tjocklek och kontrolleras för skador. En sida av skivan etsas sedan i en kemisk och polerad spegelglatt för att avlägsna alla föroreningar och skador. Chips är byggda på den släta sidan.

Ett lager kiseldioxidglas appliceras på den polerade sidan av kiselskivan. Detta lager leder inte elektricitet utan hjälper till att förbereda materialet för fotolitografi. Tillverkningsprocessen applicerar också lager av kretsmönster på skivan efter att den har belagts i ett lager av fotoresist, en ljuskänslig kemikalie. Ljus skenas sedan genom en reticle och en linsmasker så att det önskade kretsmönstret trycks in på skivan.

Fotoresistmönstret tvättas bort med användning av ett antal organiska lösningsmedel blandade i en process som kallas askning. Processen resulterar i en skiva som är tredimensionell (3D). Skivan tvättas sedan med våta kemikalier och syror för att eliminera föroreningar och rester. Flera lager kan läggas till genom att upprepa hela fotolitografiprocessen.

När skikten har tillsatts, exponeras områden av kiselskivan för kemikalier för att göra dem mindre ledande. Detta görs med hjälp av dopingatomer för att förskjuta kiselatomer i den ursprungliga skivans struktur. Det är svårt att kontrollera hur många dopingatomer som implanteras i något område.

Den sista uppgiften i halvledartillverkningsprocessen är beläggningen av hela skivans yta i ett tunt lager av ledande metall. Koppar används vanligtvis. Metallskiktet poleras sedan för att ta bort oönskade kemikalier. När halvledartillverkningsprocessen är klar testas färdiga halvledare noggrant.