Ποια είναι η διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών;

Οι ημιαγωγοί αποτελούν ένα σημερινό στοιχείο στη σύγχρονη τεχνολογία.Όταν κρίνεται από την ικανότητά τους να διεξάγουν ηλεκτρική ενέργεια, αυτές οι συσκευές πέφτουν μεταξύ πλήρους αγωγών και μονωτήρων.Χρησιμοποιούνται ως μέρος ενός ψηφιακού κυκλώματος σε υπολογιστές, ραδιόφωνα, τηλέφωνα και άλλο εξοπλισμό.

Η διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών αρχίζει με το βασικό υλικό.Οι ημιαγωγοί μπορούν να κατασκευαστούν από μία από τις δωδεκάδες τέτοια υλικά, όπως το γερμανικό, το αρσενίδιο του Γαλίου και αρκετές ενώσεις ινδίου όπως το ινδιμονίδη και το φωσφίδιο του ινδίου.Το πιο δημοφιλές βασικό υλικό είναι το πυρίτιο λόγω του χαμηλού κόστους παραγωγής, της απλής επεξεργασίας και της κλίμακας θερμοκρασίας.Πρώτον, το πυρίτιο είναι τεμαχισμένο σε στρογγυλές γκοφρέτες χρησιμοποιώντας ένα πριόνι με διαμάντια.Αυτές οι γκοφρέτες στη συνέχεια ταξινομούνται με πάχος και ελέγχονται για ζημιά.Η μία πλευρά του δίσκου στη συνέχεια χαραγμένη σε ένα χημικό και γυαλισμένο καθρέφτη-λύπη για να αφαιρέσει όλες τις ακαθαρσίες και τις ζημιές.Τα τσιπ είναι χτισμένα στην ομαλή πλευρά.

Ένα στρώμα γυαλιού διοξειδίου του πυριτίου εφαρμόζεται στην γυαλισμένη πλευρά του δισκίου πυριτίου.Αυτό το στρώμα δεν διεξάγει ηλεκτρικό ρεύμα, αλλά βοηθά στην προετοιμασία του υλικού για τη φωτολιθογραφία.Η διαδικασία κατασκευής εφαρμόζει επίσης στρώματα μοτίβων κυκλωμάτων στο δίσκο, αφού έχει επικαλυφθεί σε ένα στρώμα φωτοανθεκτικού, ένα χημικό ευαίσθητο στο φως.Το φως στη συνέχεια λάμπει μέσα από ένα δικτυωτό και μια μάσκα φακού έτσι ώστε το επιθυμητό μοτίβο κυκλώματος να αποτυπωθεί πάνω στο δίσκο.Η διαδικασία έχει ως αποτέλεσμα ένα δίσκο που είναι τρισδιάστατο (3D).Το δίσκο στη συνέχεια πλένεται χρησιμοποιώντας υγρά χημικά και οξέα προκειμένου να εξαλείψει τυχόν μολυσματικές ουσίες και υπολείμματα.Τα πολλαπλά στρώματα μπορούν να προστεθούν επαναλαμβάνοντας ολόκληρη τη διαδικασία φωτολιθογραφίας.

Μόλις προστεθούν τα στρώματα, οι περιοχές του δισκίου πυριτίου εκτίθενται σε χημικές ουσίες προκειμένου να καταστούν λιγότερο αγώγιμες.Αυτό γίνεται με τη χρήση ατόμων ντόπινγκ για να μετατοπίσει άτομα πυριτίου στη δομή του αρχικού δίσκου.Είναι δύσκολο να ελεγχθεί πόσα άτομα ντόπινγκ εμφυτεύονται σε οποιαδήποτε περιοχή.

Το τελικό καθήκον στη διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών είναι η επικάλυψη της επιφάνειας ολόκληρης της δίσκου σε ένα λεπτό στρώμα αγώγιμου μετάλλου.Χρησιμοποιείται συνήθως ο χαλκός.Το μεταλλικό στρώμα στη συνέχεια γυαλίζεται για να αφαιρέσει τις ανεπιθύμητες χημικές ουσίες.Μόλις ολοκληρωθεί η διαδικασία κατασκευής ημιαγωγών, οι τελικοί ημιαγωγοί δοκιμάζονται διεξοδικά.