Како се користе интегрисани склопови

Појава интегрисаних склопова направила је праву технолошку револуцију у електроници и ИТ индустрији. Чини се да су се пре само неколико деценија за једноставно електронско рачунање користили огромни рачунари са цевима, који су заузимали неколико соба, па чак и целих зграда.

Ови рачунари су садржали више хиљада електронских сијалица, којима је за свој рад била потребна колосална електрична снага и посебни системи за хлађење. Данас су замењени рачунарима на интегрисаним везама.

У ствари, интегрисано коло је склоп многих полуводичких компоненти микроскопске величине постављених на подлогу и упакованих у минијатурни кофер.

Један модеран чип величине људског нокта може да садржи неколико милиона диода, транзистора, отпорника, прикључних водича и других компоненти које би у старим данима захтевале простор прилично великог хангара за њихово постављање.

Не требате ићи далеко на примерима, на пример, и7 процесор садржи преко три милијарде транзистора на површини мањој од 3 квадратна центиметра! А ово није граница.

Затим ћемо размотрити основу процеса прављења чипова. Литограми се формирају према планарној (површинској) технологији литографијом. То значи да је, као да је узгојен из полуводича на силиконској подлози.

Први корак је припрема танке силиконске резине која се добија од силиконског монокристала резањем из цилиндричног радног комада помоћу диска обложеног дијамантом. Плоча се полира под посебним условима како би се избегла контаминација и било каква прашина.

Након тога се плоча оксидује - излаже се кисеонику на температури од око 1000 ° Ц да би се на њеној површини добио слој јаког диелектричног филма силицијумског диоксида дебљине потребног броја микрона. Дебљина тако добијеног оксидног слоја зависи од времена изложености кисеонику, као и од температуре супстрата током оксидације.

Затим се фоторесист наноси на слој силицијумског диоксида - фотосензитивни састав, који се након зрачења раствара у одређеној хемијској супстанци. На фоторестер се поставља шаблон - фотомаска са провидним и непрозирним областима. Тада се плоча са фотореспором на њему налази, осветљава извором ултраљубичастог зрачења.

Као резултат излагања, онај део фоторесиве који се налазио испод прозирних подручја фотомаске мења своја хемијска својства и сада се може лако уклонити заједно са силицијум-диоксидом под њим посебним хемијским средствима, користећи плазму или другу методу - ово се назива јеткање. На крају јеткања незаштићена (осветљена) места таласа очистите изложени фоторесист, а потом и силицијум-диоксид.

Након јеткања и пречишћавања из неосветљеног фоторесисте оних делова подлоге на којима је остао силицијум диоксид, почињу епитакси - наносе слојеве жељене супстанце дебљине једног атома на силицијум. Такви слојеви се могу нанети онолико колико је потребно. Затим се плоча загрева и врши се дифузија јона одређених супстанци да би се добили п и н-региони. Бор се користи као акцептор, а арсен и фосфор користе се као донатори.

На крају процеса врши се метализација алуминијумом, никлом или златом да би се добили танки проводљиви филмови који ће деловати као повезујући проводници за транзисторе, диоде, отпорнике узгајане на подлози у претходним фазама, итд.На исти се начин излажу јастучићи за уградњу микроконтроле на штампану плочу.

Погледајте такође: Легендарни аналогни чипови