Ano ang kasangkot sa integrated circuit fabrication?

Ang integrated circuit fabrication ay nagsasangkot ng isang proseso ng paglikha ng napaka manipis na mga layer ng ibabaw ng semiconducting material sa itaas ng isang layer ng substrate, na karaniwang gawa sa silikon, na maaaring mabago ng kemikal sa antas ng atomic upang lumikha ng pag -andar ng iba't ibang uri ng mga sangkap ng circuit, kabilang ang mga transistor,Ang mga capacitor, resistors, at diode.Ito ay isang advance sa mga nakaraang disenyo ng circuitry kung saan ang mga indibidwal na sangkap ng mga resistors, transistors, at marami pa ay nakalakip sa isang pagkonekta ng tinapay upang mabuo ang kumplikadong circuitry.Ang isang pinagsamang proseso ng katha ng circuit ay gumagana sa mga sangkap na napakaliit na ang bilyun -bilyong mga ito ay maaaring malikha sa isang lugar ng ilang mga parisukat na sentimetro noong 2011, sa pamamagitan ng iba't ibang mga proseso ng lithography at etching sa isang pasilidad ng microchip na katha.

Ang isang pinagsamang circuit, o IC, ang chip ay literal na isang layer ng semiconducting material kung saan ang lahat ng mga sangkap ng circuit ay magkakaugnay sa isang serye ng mga proseso ng pagmamanupaktura upang ang lahat ng mga sangkap ay hindi na kailangang makagawa nang paisa -isa at tipunin mamaya.Ang pinakaunang anyo ng microchip integrated circuit ay ginawa noong 1959 at isang krudo na pagpupulong ng maraming dosenang mga elektronikong sangkap.Ang pagiging sopistikado ng pinagsamang katha ng circuit ay nadagdagan nang malaki, gayunpaman, na may daan -daang mga sangkap sa IC chips noong 1960, at libu -libong mga sangkap noong 1969 nang nilikha ang unang tunay na microprocessor.Ang mga electronic circuit noong 2011 ay may mga IC chips ng ilang sentimetro ang haba o lapad na maaaring humawak ng milyun -milyong mga transistor, capacitor, at iba pang mga elektronikong sangkap.Ang mga mikropono para sa mga computer system at mga module ng memorya na naglalaman ng karamihan sa mga transistor ay ang pinaka sopistikadong anyo ng mga IC chips noong 2011, at maaaring magkaroon ng bilyun -bilyong mga sangkap bawat square centimeter. Dahil ang mga sangkap sa integrated circuit na katha ay napakaliit, ang tanging epektibong paraan upang lumikha ng mga ito ay ang paggamit ng isang proseso ng kemikal na etching na nagsasangkot ng mga reaksyon sa ibabaw ng wafer mula sa pagkakalantad sa ilaw.Ang isang mask o uri ng pattern ay nilikha para sa circuit, at ang ilaw ay lumiwanag sa pamamagitan nito sa ibabaw ng wafers na pinahiran ng isang manipis na layer ng materyal na photoresist.Ang maskara na ito ay nagbibigay -daan sa mga pattern na mai -etched sa wafer photoresist na pagkatapos ay inihurnong sa isang mataas na temperatura upang palakasin ang pattern.Ang materyal na photoresist ay pagkatapos ay nakalantad sa isang solusyon sa pag -aalis na nag -aalis ng alinman sa irradiated na rehiyon o ang masked na rehiyon ng ibabaw depende sa kung ang materyal na photoresist ay isang positibo o negatibong reaksyon ng kemikal.Ano ang naiwan ay isang pinong layer ng magkakaugnay na mga sangkap sa isang lapad ng haba ng haba ng ilaw na ginamit, na maaaring maging alinman sa ultraviolet light o x-ray. Matapos ang pag -mask, ang integrated circuit fabrication ay nagsasangkot ng doping ng silikon o pagtatanim ng mga indibidwal na atoms ng karaniwang posporus o boron atoms sa ibabaw ng materyal, na nagbibigay ng mga lokal na rehiyon sa kristal alinman sa positibo o negatibong singil sa koryente.Ang mga sisingilin na rehiyon na ito ay kilala bilang mga rehiyon ng P at N, at, kung saan sila nagkita, bumubuo sila ng isang kantong paghahatid upang lumikha ng isang unibersal na sangkap na elektrikal na kilala bilang isang kantong PN.Ang nasabing mga junctions ay tungkol sa 1,000 hanggang 100 nanometer ang lapad noong 2011 para sa karamihan ng mga pinagsamang circuit, na ginagawang ang bawat kantong PN tungkol sa laki ng isang pulang selula ng dugo, na halos 100 nanometer ang lapad.Ang proseso ng paglikha ng mga junctions ng PN ay pinasadya ng kemikal upang ipakita ang iba't ibang uri ng mga de -koryenteng katangian, na ginagawang posible para sa kantong na kumilos bilang isang transistor, risistor, kapasitor, o diode. Dahil sa napakahusay na antas ng mga sangkap at koneksyon sa pagitan ng mga sangkap sa integrated circuit, kapag ang proseso ay bumagsak at may mga may sira na mga sangkap, ang buong wafer ay kailangang itapon dahil hindi ito maaayos.Ang antas ng kontrol ng kalidad ay rampa hanggang sa isang mas mataas na antas sa pamamagitan ng katotohanan na ang karamihan sa mga modernong ICAng mga chips noong 2011 ay binubuo ng maraming mga layer ng integrated circuitry na nakasalansan sa isa't isa at konektado sa isa't isa upang lumikha ng pangwakas na chip mismo at bigyan ito ng higit na kapangyarihan sa pagproseso.Ang insulating at metal na magkakaugnay na mga layer ay dapat ding mailagay sa pagitan ng bawat layer ng circuit, pati na rin upang gawing gumagana at maaasahan ang circuit.

Kahit na maraming mga pagtanggi ng mga chips ay ginawa sa pinagsamang proseso ng katha ng circuit, ang mga gumagawa ng mga pangwakas na produkto na pumasa sa mga pagsusuri sa elektrikal at mikroskopyo ay napakahalaga na ginagawang lubos na kumikita ang proseso.Kinokontrol ngayon ng mga integrated circuit ang halos bawat modernong elektronikong aparato na ginagamit ng bilang ng 2011, mula sa mga computer at cell phone hanggang sa mga elektronikong consumer tulad ng telebisyon, mga manlalaro ng musika, at mga sistema ng laro.Ang mga ito ay mahahalagang sangkap ng mga sistema ng kontrol ng sasakyan at sasakyang panghimpapawid at iba pang mga digital na aparato na nag -aalok ng isang antas ng kakayahan ng programming sa gumagamit, mula sa mga digital na orasan ng alarma hanggang sa mga thermostat ng kapaligiran.