Cum fac circuitele integrate

Apariția circuitelor integrate a făcut o adevărată revoluție tehnologică în industria electronică și IT. S-ar părea că în urmă cu doar câteva decenii, pentru calcularea electronică simplă, s-au folosit calculatoare imense cu tuburi, care ocupau mai multe camere și chiar clădiri întregi.

Aceste computere conțineau multe mii de lămpi electronice, care necesitau energie electrică colosală și sisteme speciale de răcire pentru activitatea lor. Astăzi, acestea sunt înlocuite de computere pe circuite integrate.

De fapt, un circuit integrat este un ansamblu al multor componente semiconductoare de dimensiuni microscopice așezate pe un substrat și ambalate într-o carcasă în miniatură.

Un cip modern cu dimensiunea unui cui uman poate conține câteva milioane de diode, tranzistoare, rezistențe, conductoare de conectare și alte componente din interior, care în vremurile vechi ar necesita spațiul unui hangar destul de mare pentru amplasarea lor.

Nu trebuie să mergeți departe pentru exemple, de exemplu, procesorul i7 conține peste trei miliarde de tranzistoare pe o suprafață mai mică de 3 centimetri pătrați! Și aceasta nu este limita.

În continuare, vom lua în considerare baza procesului de creare a cipurilor. Microcircuitul este format conform tehnologiei plane (de suprafață) prin litografie. Aceasta înseamnă că, așa cum a fost, a fost cultivat dintr-un semiconductor pe un substrat de siliciu.

Primul pas este pregătirea unei placi subțiri de siliciu, care se obține dintr-un singur cristal de siliciu prin tăierea dintr-o piesă de lucru cilindrică folosind un disc acoperit cu diamant. Placa este lustruită în condiții speciale pentru a evita contaminarea și orice praf.

După aceea, placa este oxidată - este expusă oxigenului la o temperatură de aproximativ 1000 ° C pentru a obține pe suprafața sa un strat dintr-o peliculă dielectrică puternică de dioxid de siliciu cu o grosime a numărului necesar de microni. Grosimea stratului de oxid astfel obținut depinde de timpul de expunere la oxigen, precum și de temperatura substratului în timpul oxidării.

Apoi, se aplică un fotorezist pe stratul de dioxid de siliciu - o compoziție fotosensibilă, care după iradiere se dizolvă într-o substanță chimică specifică. Un fotomodel este așezat pe fotorezist - un fotomask cu zone transparente și opace. Apoi placa cu fotorezistorul depus pe ea este expusă - iluminată cu o sursă de radiații ultraviolete.

Ca urmare a expunerii, acea parte a fotorezistenței care se afla sub porțiunile transparente ale fotomaskului își schimbă proprietățile chimice, iar acum poate fi îndepărtată cu ușurință împreună cu dioxidul de siliciu de sub acesta cu substanțe chimice speciale, folosind plasmă sau o altă metodă - aceasta se numește gravare. La sfârșitul gravării, locurile neprotejate (iluminate) ale plafonului sunt curățate de fotorezistul expus și apoi de dioxid de siliciu.

După gravare și purificare din fotorezistorul neiluminat al acelor părți ale substratului pe care a rămas dioxidul de siliciu, acestea încep epitaxi - aplică straturi de substanță dorită cu un atom gros pe placa de siliciu. Astfel de straturi pot fi aplicate atât cât este necesar. În continuare, placa este încălzită și difuzarea ionilor anumitor substanțe este realizată pentru a obține regiuni p și n. Borul este folosit ca acceptor, iar arsenic și fosfor sunt folosiți ca donatori.

La sfârșitul procesului, metalizarea se realizează cu aluminiu, nichel sau aur pentru a obține pelicule conductoare subțiri care vor acționa ca conductori de legătură pentru tranzistoare, diode, rezistențe cultivate pe substrat în etapele anterioare etc.În același mod, sunt livrate plăcuțe pentru montarea microcircuitului pe placa de circuit imprimat.

Vezi și: Chipsuri legendare analogice