Mida teeb integraallülituse tootja?

Integraallülituste tootja toodab pooljuhtelektroonikaid, mis on väikesed tahkiselektroonilised komponendid, mida kasutatakse mobiiltelefonides, televiisorites ja paljudes teistes elektroonikaseadmetes. Tahkisseadmetel pole liikuvaid osi ja need on valmistatud ränipõhistest kiipidest, mis pakuvad arvutus- ja elektritöötlusvõimet. Pooljuhid asendasid 20. sajandi keskel vaakumtorud ja varajased mehaanilised arvutilülitid, võimaldades seadmetel muutuda väga väikeseks, kuid sisaldada siiski palju arvutusvõimsust.

Integraallülituste tootmine nõuab saastumise vältimiseks mitut etappi ja hoolikalt kontrollitud tootmistingimusi. Integraallülituse tootja ehitab puhtaid ruume, mis kasutavad väga kõrget õhufiltratsiooni, et eemaldada tolm ja muud saasteained, mis võivad vooluringi rikkuda. Töötajad kannavad katteid, mis takistavad tolmu, naha või juuste sattumist protsessipiirkonda, ning eemaldavad ja asendavad need katted, kui nad peavad tootmispiirkonnast lahkuma ja uuesti sisenema.

Esimene samm integraallülituste tootmisel on vooluahela alusena kasutatavate räniplaatide loomine. Integraallülituse tootja või välistöövõtja puhastab räni looduslikest liivadest, eemaldades kõik lisandid, et luua puhtast ränist valmistatud silindrikujuline kristall. Seejärel lõigatakse silinder õhukesteks vahvliteks, mille läbimõõt võib olla mitu tolli või sentimeetrit. Need vahvlid puhastatakse keemiliselt ja seejärel poleeritakse üks külg peeglitaoliseks viimistluseks, millest saab integraallülituse alus.

Poleeritud vahvlid puutuvad seejärel kokku puhta hapnikuga protsessis, mis tekitab väga õhukese ränidioksiidi kihi. Hapnik reageerib vahvlil oleva puhta räniga, mis kulutab väikese koguse vahvli pinnal olevat räni. Saadud ränidioksiid on molekulaarselt seotud selle all oleva puhta räniga ja seda ei eemaldata hiljem, välja arvatud keemilise töötlemise teel.

Järgmised sammud, mida integraallülituse tootja kasutab, on korduv maskeerimine, valguse säritamine, söövitamine ja puhastamine. Integraallülitus on elektrooniline vooluahel, mille moodustavad õhukesed elektrit juhtiva materjali kihid, mis on eraldatud mittejuhtide kihtidega. Maskeerimine asetab esimese vooluahela kihi malli või kujunduse räniplaadile.

Esiteks asetatakse vahvli pinnale materjal, mida nimetatakse fotoresistiks, mask selle peale. Fotoresist puutub kokku valgusega, mis põhjustab mis tahes eksponeeritud materjali keemilise kõvenemise reaktsiooni. Kui mask on eemaldatud, saab kõvenemata fotoresisti eemaldada protsessiga, mida nimetatakse söövitamiseks.
Integraallülituse tootja kordab neid samme, lisades elektroonikaahelate ehitamiseks vahvlile juhtme- või mittejuhtivaid kihte. Paljud väikesed integraallülitused tehakse vahvlile korraga ja lõigatakse osadeks hilisemates etappides, kui vooluringid on lõpetatud. Viimased sammud on elektriühenduste lisamine üksikutele vooluringidele, et neid saaks paigutada arvutites ja muudes elektroonikaseadmetes kasutatavatele trükkplaatidele.