КАК ЭТО СДЕЛАНО: Микрочипы

КАК ЭТО СДЕЛАНО Микрочипы

Микрочипы повсюду! С появлением удивительных технологий возросла потребность в эффективных микрочипах. Но они кажутся крошечными, поэтому, если вам интересно, как их делают, мы обсудим это в нашем видео!

Добро пожаловать в рубрику «Как это делается», друзья! Сегодня мы поговорим о микрочипах! Но прежде чем мы погрузимся в мир производства, подпишитесь, если вы ещё этого не сделали!

Что такое микрочип?
Микрочип — это плоский кремниевый диск со встроенной интегральной схемой, в которую встроены транзисторы. На кремниевой пластине путём встраивания материалов создаются структуры из крошечных переключателей, образующих глубокую и интегрированную решетку взаимосвязанных форм. Создание этих взаимосвязанных схем требует сложных процессов, и мы подробно рассмотрим их все.

Сырьё: кремний

Кремний — это цифровое золото в технологической отрасли, поскольку он широко используется в качестве полупроводника. Производители часто улучшают свойства полупроводников, добавляя фосфор или бор. Хорошая новость заключается в том, что кремний производится из песка, который является вторым по распространённости элементом после кислорода.

Кварцевый песок — это разновидность диоксида кремния, из которого изготавливаются кремниевые пластины. Первым шагом является плавление песка в форму большого цилиндра, называемого слитком, из которого отрезаются тонкие пластины.

Для микрочипов обязательным материалом всегда является качественный и чистый кремний, поэтому допускается наличие только одного примесного атома на каждые 10 миллионов атомов кремния. Кремниевые пластины производятся в диапазоне различных диаметров, но наиболее распространённые размеры — 150, 200 и 300 миллиметров! Для микрочипов кремниевые пластины должны быть очень тонкими. Поэтому для их изготовления используется специальная технология распиловки.

Почему используется кремний?
Кремний — это полупроводник, который является эффективным проводником электричества при соблюдении определённых условий. Каждый атом кремния имеет четыре внешних электрона, поэтому чистый монокристаллический кремний непроводит при комнатной температуре. Чтобы сделать его проводящим, в пластину добавляют небольшое количество определённых атомов в качестве примесей.

Этот процесс называется легированием, и чаще всего широко используются атомы бора и фосфора. Наиболее подходящие элементы этих групп расположены очень близко к кремнию в периодической таблице и, следовательно, обладают очень схожими свойствами.

Проводящие слои P и N очень важны, и важнейшей частью чипа являются транзисторы, построенные на этих слоях. Пластины транзисторов – это самые миниатюрные управляющие элементы в микросхемах. Их задача – управлять электрическим напряжением и током.

Они, безусловно, являются важнейшими компонентами электронных схем, поскольку каждый транзистор на чипе содержит проводящие слои P и N. Эти слои состоят из кристаллов кремния и дополнительно покрыты слоем оксида кремния, который действует как изолятор. Поверх него наносится слой электропроводящего поликремния.

Как изготавливаются микросхемы?

Шаг №1. Компоновка и проектирование
Микросхемы всегда требуют тщательного проектирования, поскольку это сложнейшие микросхемы, состоящие из миллиардов интегрированных и соединённых транзисторов, составляющих такие сложные схемы, как микроконтроллеры и крипточипы.

Необходимо измерить и тщательно очертить размер нескольких квадратных миллиметров. Точное количество микрокомпонентов требует глубокого процесса проектирования, определяющего функции микросхемы. Это фактически характеризует технические и физические свойства микросхем.

Для разработки схем интегральных схем и построения трёхмерной архитектуры сэндвич-слоёв используются специальные инструменты проектирования. Этот чертеж переносится на фотошаблоны, создавая геометрические изображения схем.

Фотошаблоны используются в качестве шаблонов изображений в процессе последующего изготовления микросхемы, чтобы гарантировать идеальное воспроизведение микроскопических структур микросхемы. Именно эти узоры вы увидите на микросхеме.

Изготовление микросхем должно осуществляться в защищенной от пыли среде со стабильной температурой и влажностью.

Шаг №2. Сборка в чистом помещении.

Чипы должны производиться в чистом помещении, где допускается наличие не более одной частицы пыли размером более 0,5 микрометра на 10 литров воздуха. Это помещение чрезвычайно высокотехнологичное: каждый час циркулирует несколько миллионов кубометров воздуха, а сотни регуляторов расхода воздуха поддерживают постоянный воздушный поток. Сотрудники этих производственных зон соблюдают строгий дресс-код.

Именно здесь все чипы с воздушным шлюзом собираются на базовой пластине, вырезанной из кремниевого слитка, в зависимости от их размера. Благодаря их небольшому размеру на одной пластине можно изготовить от нескольких десятков до нескольких тысяч чипов.

#Howitsmade #microchips #howitsdone