Hvordan integrerte kretsløp

Ankomsten av integrerte kretsløp har gjort en virkelig teknologisk revolusjon innen elektronikk- og IT-bransjen. Det ser ut til at bare noen få tiår siden, for enkle elektroniske beregninger, ble det brukt enorme rørdatamaskiner som okkuperte flere rom og til og med hele bygninger.

Disse datamaskinene inneholdt mange tusen elektroniske lamper, som krevde kolossale elektriske krefter og spesielle kjølesystemer for arbeidet sitt. I dag erstattes de av datamaskiner på integrerte kretsløp.

Faktisk er en integrert krets en samling av mange halvlederkomponenter i mikroskopisk størrelse plassert på et underlag og pakket i et miniatyrveske.

En moderne brikke på størrelse med en menneskelig spiker kan inneholde flere millioner dioder, transistorer, motstander, koblingsledere og andre komponenter inne, som i gamle dager ville kreve plass til en ganske stor hangar for deres plassering.

Du trenger ikke å gå langt for eksempler, i7-prosessoren inneholder for eksempel over tre milliarder transistorer på et område under 3 kvadratcentimeter! Og dette er ikke grensen.

Deretter vil vi vurdere grunnlaget for prosessen med å lage chips. Mikrokretsen er dannet i henhold til plan (overflate) teknologi ved litografi. Dette betyr at den som den er vokst fra en halvleder på et silisiumsubstrat.

Det første trinnet er å fremstille en tynn silisiumskive, som er oppnådd fra en enkelt silisiumkrystall ved å skjære fra et sylindrisk arbeidsstykke ved bruk av en diamantbelagt skive. Platen er polert under spesielle forhold for å unngå forurensning og støv.

Etter dette oksideres platen - den blir utsatt for oksygen ved en temperatur på ca. 1000 ° C for å oppnå et lag av en holdbar dielektrisk film av silisiumdioksyd med en tykkelse på det nødvendige antall mikron på overflaten. Tykkelsen på oksydlaget som således er oppnådd, avhenger av eksponeringstiden for oksygen, så vel som temperaturen på underlaget under oksydasjon.

Deretter påføres en fotoresist på silisiumdioksidlaget - en lysfølsom sammensetning, som etter bestråling oppløses i et spesifikt kjemisk stoff. En sjablong er plassert på fotoresisten - en fotomaske med gjennomsiktige og ugjennomsiktige områder. Deretter blir en plate med en fotoresist påført eksponert - den blir opplyst med en kilde til ultrafiolett stråling.

Som et resultat av eksponering, endrer den delen av fotoresisten som var under de gjennomsiktige områdene av fotomasken dens kjemiske egenskaper, og kan nå lett fjernes sammen med silisiumdioksid under den med spesielle kjemikalier, ved bruk av plasma eller en annen metode - dette kalles etsing. Ved slutten av etsingen blir de ubeskyttede (opplyste) stedene på platen renset for den eksponerte fotoresist og deretter av silisiumdioksyd.

Etter etsing og rensing fra den ikke-belyste fotoresist av de delene av underlaget som silisiumdioksid var igjen på, begynner de epitakse - de påfører lag med ønsket stoff en atom tykk på silisiumskiven. Slike lag kan påføres så mye som nødvendig. Deretter blir platen oppvarmet og diffusjon av ioner av visse stoffer blir utført for å oppnå p- og n-regioner. Bor brukes som akseptor, og arsen og fosfor brukes som givere.

På slutten av prosessen utføres metallisering med aluminium, nikkel eller gull for å oppnå tynne ledende filmer som vil fungere som koblingsledere for transistorer, dioder, motstander dyrket på underlaget i de foregående trinn, etc.På samme måte sendes pads for montering av mikrokretsen på kretskortet.

Se også: Legendariske analoge sjetonger