Kas yra puslaidininkių gamybos procesas?

Puslaidininkiai yra nuolatinis šiuolaikinių technologijų elementas. Vertinant pagal jų gebėjimą praleisti elektrą, šie įrenginiai patenka tarp pilnų laidininkų ir izoliatorių. Jie naudojami kaip skaitmeninės grandinės dalis kompiuteriuose, radijo imtuvuose, telefonuose ir kitoje įrangoje.
Puslaidininkių gamybos procesas prasideda nuo pagrindinės medžiagos. Puslaidininkiai gali būti pagaminti iš vienos iš dešimčių tokių medžiagų, įskaitant germanį, galio arsenidą ir kelis indžio junginius, tokius kaip indžio antimonidas ir indžio fosfidas. Dėl mažų gamybos sąnaudų, paprasto apdorojimo ir temperatūros diapazono populiariausia pagrindinė medžiaga yra silicis.

Naudojant silicį kaip pavyzdį, puslaidininkių gamybos procesas prasideda nuo silicio plokštelių gamybos. Pirmiausia silicis supjaustomas į apvalias plokšteles, naudojant pjūklą deimantu. Tada šios plokštelės surūšiuojamos pagal storį ir patikrinamos, ar jos nepažeistos. Tada viena plokštelės pusė yra išgraviruota cheminiu būdu ir poliruojama veidrodiniu lygiu, kad būtų pašalinti visi nešvarumai ir pažeidimai. Skiedros yra pastatytos lygioje pusėje.

Ant poliruotos silicio plokštelės pusės užtepamas silicio dioksido stiklo sluoksnis. Šis sluoksnis nepraleidžia elektros, bet padeda paruošti medžiagą fotolitografijai. Gamybos procese ant plokštelės taip pat taikomi grandinės modelių sluoksniai, po to, kai jis buvo padengtas fotorezisto, šviesai jautrios cheminės medžiagos, sluoksniu. Tada šviesa šviečiama per tinklelį ir objektyvo kaukę, kad ant plokštelės būtų įspaustas norimas grandinės raštas.

Fotorezisto raštas nuplaunamas naudojant daugybę organinių tirpiklių, sumaišytų per procesą, vadinamą pelenais. Proceso metu gaunama trimatė plokštelė (3D). Po to plokštelė plaunama drėgnomis cheminėmis medžiagomis ir rūgštimis, kad būtų pašalinti bet kokie teršalai ir likučiai. Kartojant visą fotolitografijos procesą, galima pridėti kelis sluoksnius.

Sudėjus sluoksnius, silicio plokštelės plotai yra veikiami cheminių medžiagų, kad jie būtų mažiau laidūs. Tai atliekama naudojant legiravimo atomus, kad išstumtų silicio atomus pradinėje plokštelės struktūroje. Sunku kontroliuoti, kiek dopingo atomų yra implantuojama į kurią nors sritį.

Galutinė užduotis puslaidininkių gamybos procese yra viso plokštelės paviršiaus padengimas plonu laidžio metalo sluoksniu. Paprastai naudojamas varis. Tada metalinis sluoksnis poliruojamas, kad pašalintų nepageidaujamas chemines medžiagas. Baigus puslaidininkių gamybos procesą, gatavi puslaidininkiai yra kruopščiai išbandomi.