Ein Siliziumchip ist eine integrierte Schaltung, die hauptsächlich aus Silizium besteht. Silizium ist eine der am häufigsten verwendeten Substanzen zur Entwicklung von Computerchips. Das Bild zeigt beispielhaft einen Siliziumwafer mit mehreren einzelnen Siliziumchips.
Schritte, wie Silizium zu Chips geformt wird
- Silizium wird mit der Czochralski-Methode zu reinen Siliziumkristallen geformt, bei der mithilfe von Lichtbogenöfen Rohstoffe (meistens Quarzgestein) in metallurgisches Silizium umgewandelt werden.
- Um Verunreinigungen zu reduzieren, wird das Silizium in eine Flüssigkeit umgewandelt, destilliert und dann wieder zu Stäben geformt.
- Die Stäbe oder das Polysilizium werden dann in Stücke zerbrochen und in einen speziellen Ofen gegeben, der mit Argongas gespült wird, um jegliche Luft zu entfernen. Der Ofen schmilzt die Stücke, wenn er auf über 2.500 ° Fahrenheit erhitzt wird.
- Nachdem die Brocken geschmolzen sind, wird das geschmolzene Silizium in einem Schmelztiegel geschleudert, während ein kleiner Impfkristall in das geschmolzene Silizium eingeführt wird.
- Während des Schleuderns und Abkühlens wird der Keim langsam aus dem geschmolzenen Silizium herausgezogen, was zu einem großen Kristall führt. Oft mehr als mehrere hundert Kilo schwer.
- Der große Siliziumkristall wird dann getestet und geröntgt, um sicherzustellen, dass er rein ist.
- Wenn der Kristall rein ist, wird er in dünne Scheiben geschnitten, die Wafer genannt werden, wie die auf dieser Seite gezeigte.
- Nach dem Schneiden wird jeder Wafer gepuffert, um Verunreinigungen zu entfernen, die möglicherweise beim Schneiden entstanden sind.
- Sobald die gesamte Pufferung abgeschlossen ist, wird der Wafer in eine Maschine eingesetzt, die das Silizium mit dem Schaltungsdesign ätzt. Diese Designs werden mit einem Prozess namens Fotolithografie geätzt.
- Bei der Fotolithografie wird der Wafer zunächst mit lichtempfindlichen Chemikalien beschichtet, die bei UV-Licht aushärten, und dann wird der Wafer mit UV-Licht der Chip-Designschicht ausgesetzt.
- Nach der Belichtung werden die verbleibenden lichtempfindlichen Chemikalien weggewaschen, wobei nur das Chipdesign zurückbleibt. Nachdem die Chemikalien weggewaschen sind, kann die Schicht gekocht, mit ionisiertem Plasma gestrahlt oder in Metall gebadet werden. Jedes Chipdesign hat mehrere Schichten, sodass die Photolithographieschritte für jede Schicht mehrere Male wiederholt werden, bis sie vollständig sind.
- Schließlich wird jeder Siliziumchip von dem Wafer geschnitten.
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