Hvordan integreres kredsløb

Fremkomsten af ​​integrerede kredsløb har skabt en rigtig teknologisk revolution inden for elektronik- og it-branchen. Det ser ud til, at det kun for få årtier siden blev brugt enorme rørcomputere til enkle elektroniske beregninger, der optog flere værelser og endda hele bygninger.

Disse computere indeholdt mange tusinder af elektroniske lamper, som krævede kolossal elektrisk strøm og specielle kølesystemer til deres arbejde. I dag erstattes de af computere på integrerede kredsløb.

Faktisk er et integreret kredsløb en samling af mange halvlederkomponenter i mikroskopisk størrelse, der er placeret på et underlag og pakket i et miniatyrhus.

En moderne chip på størrelse med en menneskelig søm kan indeholde flere millioner dioder, transistorer, modstande, forbindelsesledere og andre komponenter indeni, som i gamle dage kræver plads til en ret stor hangar til deres placering.

Du behøver ikke gå langt for eksempler, i7-processoren indeholder for eksempel over tre milliarder transistorer på et område på mindre end 3 kvadratcentimeter! Og dette er ikke grænsen.

Dernæst vil vi overveje grundlaget for processen med at oprette chips. Mikrokredsløbet er dannet efter plan (overflade) teknologi ved litografi. Dette betyder, at den som sådan er dyrket fra en halvleder på et siliciumsubstrat.

Det første trin er at fremstille en tynd siliciumskive, der opnås fra en enkelt siliciumkrystall ved at skære fra et cylindrisk emne ved hjælp af en diamantbelagt disk. Pladen er poleret under særlige forhold for at undgå forurening og støv.

Derefter oxideres pladen - den udsættes for ilt ved en temperatur på ca. 1000 ° C for på dens overflade at få et lag af en stærk dielektrisk film af siliciumdioxid med en tykkelse på det krævede antal mikron. Tykkelsen af ​​det således opnåede oxidlag afhænger af eksponeringstiden for ilt såvel som temperaturen på underlaget under oxidation.

Derefter påføres en fotoresist på siliciumdioxidlaget - en lysfølsom sammensætning, der efter bestråling opløses i et specifikt kemisk stof. En stencil anbringes på fotoresisten - en fotomask med gennemsigtige og uigennemsigtige områder. Derefter udsættes en plade med en fotoresist påført - den lyser med en kilde til ultraviolet stråling.

Som et resultat af eksponering ændrer den del af fotoresisten, der var under de gennemsigtige områder af fotomasken, dens kemiske egenskaber og kan nu let fjernes sammen med siliciumdioxid under den med specielle kemikalier ved hjælp af plasma eller en anden metode - dette kaldes ætsning. Efter ætsningens slut rengøres de ubeskyttede (oplyste) steder på skiven for den eksponerede fotoresist og derefter af siliciumdioxid.

Efter ætsning og oprensning fra den ikke-belyste fotoresist af de dele af underlaget, hvorpå siliciumdioxid blev tilbage, begynder de epitakse - de påfører lag af det ønskede stof en atom tyk på siliciumskiven. Sådanne lag kan påføres så meget som nødvendigt. Derefter opvarmes pladen, og diffusion af ioner af visse stoffer udføres for at opnå p- og n-regioner. Bor bruges som acceptor, og arsen og fosfor bruges som donorer.

Ved afslutningen af ​​processen udføres metallisering med aluminium, nikkel eller guld for at opnå tynde ledende film, der vil fungere som forbindelsesledere for transistorer, dioder, modstande dyrket på underlaget i de foregående trin osv.På samme måde udsendes puder til montering af mikrokredsløbet på det trykte kredsløbskort.

Se også: Legendariske analoge chips