Kas ir pusvadītāju ražošanas process?

Pusvadītāju ražošanas process sākas ar pamatmateriālu. Pusvadītājus var izgatavot no viena no duci šādu materiālu, tostarp germānija, galija arsenīda un vairākiem indija savienojumiem, piemēram, indija antimonīda un indija fosfīda. Vispopulārākais pamatmateriāls ir silīcijs, jo tam ir zemas ražošanas izmaksas, vienkārša apstrāde un temperatūras diapazons.

Izmantojot silīciju kā piemēru, pusvadītāju ražošanas process sākas ar silīcija vafeļu ražošanu. Vispirms silīciju sagriež apaļās vafelēs, izmantojot zāģi ar dimanta galu. Šīs vafeles pēc tam sašķiro pēc biezuma un pārbauda, ​​vai tās nav bojātas. Pēc tam viena vafeles puse tiek iegravēta ķīmiski un spoguļgluda pulēta, lai noņemtu visus netīrumus un bojājumus. Uz gludās puses ir uzbūvētas skaidas.

Silīcija vafeles pulētajai pusei tiek uzklāts silīcija dioksīda stikla slānis. Šis slānis nevada elektrību, bet palīdz sagatavot materiālu fotolitogrāfijai. Ražošanas procesā vafelei tiek uzklāti arī ķēdes rakstu slāņi pēc tam, kad tā ir pārklāta ar fotorezista slāni, kas ir gaismas jutīga ķīmiska viela. Pēc tam gaisma tiek izspīdēta caur tīklu un objektīva masku, lai uz vafeles tiktu uzdrukāts vēlamais ķēdes raksts.

Fotorezista raksts tiek nomazgāts, izmantojot vairākus organiskos šķīdinātājus, kas sajaukti procesā, ko sauc par pārpelnošanu. Procesa rezultātā tiek iegūta vafele, kas ir trīsdimensiju (3D). Pēc tam vafeles mazgā, izmantojot mitras ķimikālijas un skābes, lai novērstu jebkādus piesārņotājus un atlikumus. Vairākus slāņus var pievienot, atkārtojot visu fotolitogrāfijas procesu.

Kad slāņi ir pievienoti, silīcija vafeles zonas tiek pakļautas ķīmiskām vielām, lai padarītu tās mazāk vadošas. Tas tiek darīts, izmantojot dopinga atomus, lai izspiestu silīcija atomus sākotnējā plāksnītes struktūrā. Ir grūti kontrolēt, cik daudz dopinga atomu tiek implantēti vienā zonā.

Pēdējais uzdevums pusvadītāju ražošanas procesā ir visas vafeles virsmas pārklājums ar plānu vadoša metāla slāni. Parasti tiek izmantots varš. Pēc tam metāla slānis tiek pulēts, lai noņemtu nevēlamās ķīmiskās vielas. Kad pusvadītāju ražošanas process ir pabeigts, gatavie pusvadītāji tiek rūpīgi pārbaudīti.