Ako integrované obvody

Príchod integrovaných obvodov urobil skutočnú technologickú revolúciu v elektronickom a IT priemysle. Zdalo by sa, že len pred niekoľkými desaťročiami sa na jednoduché elektronické výpočty použili obrovské trubicové počítače, ktoré zaberajú niekoľko miestností a dokonca celé budovy.

Tieto počítače obsahovali mnoho tisíc elektronických lámp, ktoré vyžadovali kolosálnu elektrickú energiu a špeciálne chladiace systémy pre ich prácu. Dnes ich nahrádzajú počítače na integrovaných obvodoch.

Integrovaný obvod je v skutočnosti súbor mnohých mikroskopických polovodičových komponentov umiestnených na substráte a zabalených do miniatúrneho obalu.

Jeden moderný čip s veľkosťou ľudského klinca môže obsahovať niekoľko miliónov diód, tranzistorov, rezistorov, spojovacích vodičov a ďalších komponentov vo vnútri, ktoré by za starých čias vyžadovali na umiestnenie pomerne veľký hangár.

Napríklad nemusíte ísť ďaleko, napríklad procesor i7 obsahuje viac ako tri miliardy tranzistorov na ploche menšej ako 3 štvorcové centimetre! A to nie je limit.

Ďalej sa budeme zaoberať základom procesu vytvárania čipov. Mikroobvod je formovaný pomocou planárnej (povrchovej) technológie litografiou. To znamená, že sa vyrába z polovodiča na kremíkovom substráte.

Prvým krokom je príprava tenkej kremíkovej doštičky, ktorá sa získava z kremíkových monokryštálov rezaním z valcového polotovaru s použitím diamantom potiahnutého disku. Doska sa leští za špeciálnych podmienok, aby sa zabránilo kontaminácii a prachu.

Potom sa doštička oxiduje - vystaví sa kyslíku pri teplote asi 1 000 ° C, aby na svojom povrchu získala vrstvu silného dielektrického filmu oxidu kremičitého s hrúbkou požadovaného počtu mikrónov. Hrúbka takto získanej oxidovej vrstvy závisí od času vystavenia kyslíku, ako aj od teploty substrátu počas oxidácie.

Potom sa na vrstvu oxidu kremičitého nanesie fotorezist - fotocitlivá kompozícia, ktorá sa po ožiarení rozpustí v špecifickej chemickej látke. Na fotorezist je umiestnená šablóna - fotomask s priehľadnými a nepriehľadnými oblasťami. Potom sa exponuje doska s naneseným fotorezistom - je osvetlená zdrojom ultrafialového žiarenia.

V dôsledku expozície tá časť fotorezistu, ktorá bola pod priehľadnými časťami fotomaskády, mení svoje chemické vlastnosti a môže sa teraz ľahko odstrániť spolu s oxidom kremičitým pod ňou pomocou špeciálnych chemikálií pomocou plazmy alebo iným spôsobom - to sa nazýva leptanie. Na konci leptania sa nechránené (osvetlené) miesta doštičky vyčistia od exponovaného fotorezistu a potom od oxidu kremičitého.

Po vyleptaní a vyčistení neosvetleným fotorezistom tých častí substrátu, na ktorých zostal oxid kremičitý, sa začnú epitaxne - na kremíkovú doštičku nanesú vrstvy požadovanej látky s hrúbkou jeden atóm. Takéto vrstvy sa môžu nanášať podľa potreby. Potom sa doštička zahreje a uskutoční sa difúzia iónov určitých látok, aby sa získali p a n-oblasti. Ako akceptor sa používa bór a ako darcovia sa používajú arzén a fosfor.

Na konci procesu sa metalizácia uskutoční pomocou hliníka, niklu alebo zlata, aby sa získali tenké vodivé filmy, ktoré budú pôsobiť ako spojovacie vodiče pre tranzistory, diódy, rezistory pestované na substráte v predchádzajúcich stupňoch atď.Rovnakým spôsobom sa vydávajú podložky na pripevnenie mikroobvodu na dosku plošných spojov.

Pozri tiež: Legendárne analógové čipy