Що таке кремнієвий чіп?

Кремнієвий чіп є інтегральною схемою, виготовленою переважно з кремнію. Кремній є одним з найбільш поширених речовин, що використовуються для розробки комп'ютерних чіпів. На малюнку показаний приклад кремнієвої пластини з десятками окремих кремнієвих мікросхем.

Виконання кроків щодо формування кремнію в чіпи

  1. Кремній утворюється в кристалах чистого кремнію методом Чохральського, який використовує електродугові печі для перетворення сировини (в основному кварцову породу) в кремній металургійного виробництва.
  2. Для зменшення будь-яких домішок кремній перетворюється в рідину, переганяється, а потім формується назад в стрижні.
  3. Стрижні або полі кремній потім розбиваються на шматки і поміщаються в спеціальну піч, яка продувається газом аргону для усунення будь-якого повітря. Піч розплавляє шматки при нагріванні до 2500 градусів за Фаренгейтом.
  4. Після того, як шматки розплавляються, розплавлений кремній закручується в тиглі, в той час як невеликий затравочний кристал вставляється в розплавлений кремній.
  5. Продовжуючи крутитися і охолоджувати, насіння повільно витягується з розплавленого кремнію, що призводить до отримання одного великого кристала. Часто вагою більше декількох сотень фунтів.
  6. Великий кремнієвий кристал потім перевіряється і рентгенівський, щоб переконатися, що він чистий.
  7. Якщо кристал виявиться чистим, його розрізають на тонкі скибочки, що називаються пластинами, подібними до того, що показано на цій сторінці.
  8. Після різання кожна пластина буферизується для видалення будь-яких домішок, які могли бути викликані, коли вона була нарізана.
  9. Після завершення всієї буферизації пластину вставляють в машину, яка одержує кремній з схемотехнікою. Ці конструкції травляються з використанням процесу, що називається фотолітографією.
  10. Фотолітографія працює шляхом першого покриття пластини з використанням фоточутливих хімічних речовин, що затвердіють при впливі ультрафіолетового світла, а потім піддають пластину шару конструкції чіпа за допомогою УФ-світла.
  11. Після викриття залишилися фоточутливі хімічні речовини змиваються, залишаючи лише конструкцію мікросхеми. Залежно від вимог цього шару після того, як хімічні речовини змиваються, його можна приготувати, очистити іонізованою плазмою або вилити в метали. Кожна конструкція мікросхеми має кілька шарів, тому етапи фотолітографії повторюються кілька разів для кожного шару до завершення.
  12. Нарешті, кожен кремнієвий чіп нарізаний з пластини.

Терміни електроніки, терміни устаткування, кремній, вафельні