Hvordan lage integrerte analoge kretser
Før integrerte kretser (IC), en hvilken som helst krets måtte være laget av individuelle komponenter som er plassert på et kretskort. Men datamaskiner og andre kompliserte anordninger kan være laget av millioner av transistorer og andre komponenter, så bygge noe kompleks med diskrete komponenter er upraktisk. Integrerte kretser er laget av silisiumskiver som er bombardert med ioner i en nøye kontrollert måte, slik at de kan gjenskape i miniatyr noen form for kretsen. Analoge kretser er fremstilt på samme måte og er laget av de samme komponentene som digitale kretser, men utformingen og hensikten med kretsen er forskjellig. I stedet for å bruke "på" og "off" binære språket av digitale kretser, analoge kretser som forsterkere og filtre bruker kontinuerlig spenning og strømsignaler.
Bruksanvisning
1 Ingeniørene lage en silisiumbarren ved å senke en silisium "frø" krystall i en tønne med smeltet silisium. Den smeltede silisium krystalliserer rundt frøet. Ingeniørene langsomt trekke krystall ut av smelten, vri det som det går å lage en krystallinsk silisiumstøpeblokk.
2 Barren gjenoppvarmes til sitt smeltepunkt for å fjerne eventuelle urenheter. En varmebatteri beveger seg nedover ingot, smelter hver region som det går. Smelte handlingen beveger seg eventuelle urenheter ned ingot til de er konsentrert i bunnen. Bunnen av barren er kuttet av, og etterlater et krystall av rent silisium.
3 En cutter skiver barren i super tynne skiver, ca 0,01 til 0,025 inches tykke.
4 Overhetet damp danner et lag av silikondioksid på overflaten av skiven. Dette danner et isolerende underlag og hindrer silikonsubstratet fra oksiderende.
5 Silisiumoxydsjiktet er belagt med en kjemisk kalt "fotoresist", deretter dekket med en "maske". Masken har et mønster av gjennomsiktige og ugjennomsiktige områder, som svarer til mønsteret som skal etses inn i silisiumet for å lage de transistorer, motstander og kondensatorer som er nødvendig for den integrerte krets.
6 Skiven blir bombardert med stråling. Opake områder av masken blokkerer stråling, men strålingen er i stand til å nå fotoresistente lag gjennom de gjennomsiktige deler av masken. Masken er fjernet, og deretter det bestrålte områder av fotoresist blir kjemisk etset bort.
7 Den nylig eksponerte silisiumdioksid kan enten bli etset bort med kjemikalier eller bombarderes med ioner for å skape forskjellige elektrisk aktive regioner. Etter at eksponerte silikon er behandlet, kjemikalier fjerne de gjenværende fotoresist.
8 Etsning prosessen gjentas for å lage lag på lag av sammenhengende transistorer, dioder, motstander og kondensatorer. Flere lag av silikondioksid kan tilsettes hvor isolasjon er nødvendig; "Vinduer" er etset gjennom lagene som tillater dem å være sammen.
9 Skiven er belagt med et lag av aluminiumatomer som vil lede strøm mellom komponentene og lag. Da hele skiven er belagt med et avsluttende lag av silikondioksid å isolere den.
10 Mange ICs er skåret inn i en enkelt wafer. Hver brikke på skiven skal testes; da wafer er kuttet i individuelle chips, som deretter montert inn i de keramiske foringsrør du kan se på et kretskort og knyttet til inngangs- og utgangsnålene. Emballasje chips er mye mindre delikat arbeid enn produksjon dem, så det er ofte outsourcet til utenlandske produksjons hus.