รวบรวมไมโครชิป วงจรรวมถูกสร้างขึ้นอย่างไร

โลกสมัยใหม่ใช้คอมพิวเตอร์มากจนไม่สามารถจินตนาการถึงชีวิตของเราไม่สามารถจินตนาการได้หากไม่มีอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มาพร้อมกับเราในทุกด้านของชีวิตและกิจกรรมของเรา
และความคืบหน้าไม่หยุดนิ่งแต่ยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง: อุปกรณ์มีขนาดเล็กลงและมีพลังมากขึ้น มีความจุมากขึ้น และมีประสิทธิผลมากขึ้น เทคโนโลยีเป็นหัวใจสำคัญของกระบวนการนี้ การผลิตไมโครชิปซึ่งเป็นรุ่นที่เรียบง่ายของการเชื่อมต่อหลายตัวโดยไม่มีไดโอดร่างกาย, ไตรโอด, ทรานซิสเตอร์, ตัวต้านทานและแอคทีฟอื่น ๆ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์(บางครั้งจำนวนของพวกเขาในชิปตัวเดียวถึงหลายล้าน) รวมเป็นหนึ่งวงจร

คริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ (ซิลิกอน เจอร์เมเนียม แฮฟเนียมออกไซด์ แกลเลียม อาร์เซไนด์) เป็นพื้นฐานสำหรับการผลิตไมโครเซอร์กิตทั้งหมด การเชื่อมต่อองค์ประกอบและ interelement ทั้งหมดดำเนินการกับพวกเขา ที่พบมากที่สุดคือซิลิกอนเนื่องจากเป็นเซมิคอนดักเตอร์ในแง่ของคุณสมบัติทางเคมีและกายภาพที่เหมาะสมที่สุดสำหรับวัตถุประสงค์เหล่านี้ ความจริงก็คือวัสดุเซมิคอนดักเตอร์อยู่ในคลาสที่มีค่าการนำไฟฟ้าอยู่ระหว่างตัวนำและฉนวน และสามารถทำหน้าที่เป็นตัวนำและไดอิเล็กทริกได้ ขึ้นอยู่กับเนื้อหาของสารเคมีเจือปนอื่นๆ

ไมโครวงจรถูกสร้างขึ้นโดยการสร้างชั้นต่างๆ ตามลำดับบนเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์บางๆ ซึ่งผ่านการขัดเงาล่วงหน้า และนำมาเคลือบกระจกด้วยวิธีทางกลไกหรือทางเคมี พื้นผิวของมันจะต้องเรียบอย่างสมบูรณ์ในระดับอะตอม

ขั้นตอนวิดีโอของการผลิตชิป:

เมื่อสร้างเลเยอร์เนื่องจากรูปแบบที่ใช้กับพื้นผิวของแผ่นมีขนาดเล็กมาก ดังนั้นวัสดุที่สร้างรูปแบบในภายหลังจึงถูกวางลงบนพื้นผิวทั้งหมดทันที จากนั้นจึงนำสิ่งที่ไม่จำเป็นออกโดยใช้กระบวนการ photolithography

Photolithography เป็นหนึ่งในขั้นตอนหลัก การผลิตไมโครชิปและค่อนข้างชวนให้นึกถึงการผลิตภาพถ่าย บนพื้นผิวของวัสดุที่ใช้ก่อนหน้านี้ วัสดุที่ไวต่อแสงพิเศษ (photoresist) ยังถูกนำไปใช้ในชั้นที่เท่ากัน จากนั้นจึงทำให้แห้ง นอกจากนี้ เมื่อใช้โฟโตมาสก์แบบพิเศษ รูปแบบที่จำเป็นจะถูกฉายลงบนพื้นผิวของเลเยอร์ ภายใต้อิทธิพลของแสงอัลตราไวโอเลต แต่ละส่วนของ photoresist จะเปลี่ยนคุณสมบัติของพวกมัน - มันจะแข็งแกร่งขึ้น ดังนั้นส่วนที่ไม่ฉายรังสีจะถูกลบออกในภายหลัง วิธีการวาดนี้มีประสิทธิภาพในความแม่นยำจนใช้งานได้นาน

ตามด้วยกระบวนการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างทรานซิสเตอร์ในไมโครเซอร์กิต การรวมทรานซิสเตอร์เข้ากับเซลล์ที่แยกจากกัน และเซลล์ต่างๆ ลงในบล็อกที่แยกจากกัน การเชื่อมต่อถึงกันถูกสร้างขึ้นในชั้นโลหะหลายชั้นของไมโครเซอร์กิตสำเร็จรูป ทองแดงส่วนใหญ่จะใช้เป็นวัสดุในการผลิตชั้น และทองใช้สำหรับวงจรการผลิตโดยเฉพาะ จำนวนชั้นของการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าขึ้นอยู่กับกำลังและประสิทธิภาพของไมโครเซอร์กิตที่สร้างขึ้น ยิ่งมีพลังมากเท่าไร เลเยอร์เหล่านี้ก็จะยิ่งมีเลเยอร์เหล่านี้มากขึ้นเท่านั้น

ดังนั้นจึงได้โครงสร้างสามมิติที่ซับซ้อนของไมโครวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความหนาหลายไมครอน จากนั้นวงจรอิเล็กทรอนิกส์จะถูกปกคลุมด้วยชั้นของวัสดุอิเล็กทริกที่มีความหนาหลายสิบไมครอน มีเพียงแผ่นสัมผัสเท่านั้นที่เปิดอยู่ซึ่งจะมีการจ่ายพลังงานและสัญญาณไฟฟ้าจากภายนอกไปยังไมโครเซอร์กิต แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนหนาหลายร้อยไมครอนติดอยู่ที่ด้านล่าง

เมื่อสิ้นสุดกระบวนการผลิต คริสตัลบนเวเฟอร์จะได้รับการทดสอบแยกกัน จากนั้นชิปแต่ละตัวจะบรรจุในกล่องของตัวเองด้วยความช่วยเหลือซึ่งจะสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่นได้ ไม่ต้องสงสัยเลยว่าประเภทของบรรจุภัณฑ์ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของชิปและวิธีการใช้งาน ชิปที่บรรจุหีบห่อผ่านการทดสอบความเครียดหลัก: การสัมผัสกับอุณหภูมิ ความชื้น ไฟฟ้า และตามผลการทดสอบแล้ว พวกเขาจะถูกปฏิเสธ จัดเรียง และจำแนกตามข้อกำหนด

สิ่งสำคัญในกระบวนการผลิตชิ้นส่วนระดับไมโคร เช่น ไมโครเซอร์กิต คือความสะอาดในอุดมคติของสถานที่สำหรับการผลิต ดังนั้น เพื่อให้มั่นใจในความสะอาดอย่างสมบูรณ์ จึงใช้ห้องที่มีอุปกรณ์พิเศษซึ่งปิดสนิทเป็นอย่างแรก โดยมีไมโครฟิลเตอร์สำหรับการฟอกอากาศ บุคลากรที่ทำงานในห้องเหล่านี้มีชุดเอี๊ยมที่ป้องกันการแทรกซึมของอนุภาคขนาดเล็ก นอกจากนี้ห้องดังกล่าวยังมีความชื้นอุณหภูมิของอากาศซึ่งสร้างขึ้นบนฐานรากพร้อมระบบป้องกันการสั่นสะเทือน

วิดีโอ - เยี่ยมชมโรงงานที่ผลิตไมโครเซอร์กิต:

กลับ

ซึ่งไปข้างหน้า -

คุณมีความคิดทางธุรกิจหรือไม่? บนเว็บไซต์ของเรา คุณสามารถคำนวณการทำกำไรออนไลน์ได้!

ในบทความนี้เราจะพูดถึงไมโครเซอร์กิต มีประเภทใดบ้าง จัดเรียงอย่างไร และใช้งานที่ไหน โดยทั่วไปในเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์สมัยใหม่ เป็นการยากที่จะหาอุปกรณ์ที่ไม่ใช้ไมโครเซอร์กิต แม้แต่ของเล่นจีนที่ถูกที่สุดก็ยังใช้ชิปที่มีระนาบและอัดแน่นหลายแบบซึ่งได้รับความไว้วางใจให้ทำหน้าที่ควบคุม และทุกๆ ปี ภายในจะซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ แต่ใช้งานได้ง่ายขึ้นและมีขนาดเล็กลงจากภายนอก เราสามารถพูดได้ว่ามีวิวัฒนาการของไมโครเซอร์กิตอย่างต่อเนื่อง

ไมโครเซอร์กิตเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์หรือส่วนหนึ่งของมันที่สามารถทำงานได้อย่างเฉพาะเจาะจง หากจำเป็นต้องแก้ปัญหาดังกล่าว ซึ่งไมโครเซอร์กิตจำนวนมากแก้บนองค์ประกอบที่ไม่ต่อเนื่อง บนทรานซิสเตอร์ อุปกรณ์แทนที่จะใช้สี่เหลี่ยมผืนผ้าเล็ก ๆ ขนาด 1 ซม. คูณ 5 ซม. จะครอบครองทั้งตู้และจะเชื่อถือได้น้อยกว่ามาก . แต่นี่คือสิ่งที่คอมพิวเตอร์ดูเหมือนเมื่อครึ่งร้อยปีก่อน!

ตู้ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ - photo

แน่นอนว่าเพื่อให้ไมโครเซอร์กิตทำงานได้ไม่เพียงพอเพียงแค่จ่ายกระแสไฟเท่านั้น คุณยังต้องใช้สิ่งที่เรียกว่า " ชุดแต่งรอบคัน” นั่นคือส่วนเสริมเหล่านั้นบนกระดานซึ่งไมโครเซอร์กิตสามารถทำหน้าที่ของมันได้

ชุดตัวชิป - การวาดภาพ

ในรูปด้านบน ไมโครเซอร์กิตเองถูกเน้นด้วยสีแดง รายละเอียดอื่น ๆ ทั้งหมดคือ " ชุดแต่งรอบคัน". บ่อยครั้งที่ไมโครเซอร์กิตร้อนขึ้นระหว่างการทำงาน ซึ่งอาจเป็นไมโครเซอร์กิตของสเตบิไลเซอร์ ไมโครโปรเซสเซอร์ และอุปกรณ์อื่นๆ ในกรณีนี้เพื่อไม่ให้ microcircuit ไหม้จะต้องต่อเข้ากับหม้อน้ำ ไมโครเซอร์กิตที่ต้องให้ความร้อนระหว่างการทำงานได้รับการออกแบบทันทีด้วยแผ่นระบายความร้อนพิเศษ ซึ่งเป็นพื้นผิวที่มักจะตั้งอยู่ด้านหลังของไมโครเซอร์กิต ซึ่งจะต้องแนบสนิทกับหม้อน้ำ

แต่ในการเชื่อมต่อ แม้แต่ฮีทซิงค์และเพลทที่ขัดอย่างระมัดระวังก็ยังมีช่องว่างขนาดเล็กมาก ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ความร้อนจากไมโครเซอร์กิตจะถูกถ่ายเทไปยังฮีทซิงค์อย่างมีประสิทธิภาพน้อยลง เพื่อเติมช่องว่างเหล่านี้ จะใช้แปะที่นำความร้อน ตัวที่เราใส่ในโปรเซสเซอร์ของคอมพิวเตอร์ก่อนจะทำการซ่อมหม้อน้ำที่ด้านบน หนึ่งในน้ำพริกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายคือ KPT-8.

แอมพลิฟายเออร์บนไมโครเซอร์กิตสามารถบัดกรีได้อย่างแท้จริงใน 1-2 ตอนเย็นและเริ่มทำงานทันทีโดยไม่จำเป็นต้องตั้งค่าที่ซับซ้อนและคุณสมบัติของจูนเนอร์คุณภาพสูง ฉันต้องการพูดเกี่ยวกับไมโครเซอร์กิตของเครื่องขยายเสียงรถยนต์แยกจากกันบางครั้งมีชิ้นส่วน 4-5 ชิ้นจากชุดบอดี้ ในการประกอบแอมพลิฟายเออร์ดังกล่าวด้วยความแม่นยำระดับหนึ่ง คุณไม่จำเป็นต้องมีแผงวงจรพิมพ์ด้วยซ้ำ (แม้ว่าจะเป็นที่ต้องการก็ตาม) และคุณสามารถประกอบทุกอย่างได้ด้วยการติดตั้งบนพื้นผิวที่หมุดไมโครเซอร์กิต

จริงหลังจากประกอบแล้วจะเป็นการดีกว่าที่จะใส่เครื่องขยายเสียงลงในเคสทันทีเพราะการออกแบบดังกล่าวไม่น่าเชื่อถือและในกรณีที่สายไฟลัดวงจรโดยไม่ได้ตั้งใจคุณสามารถเผาไมโครเซอร์กิตได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นฉันจึงแนะนำให้ผู้เริ่มต้นทุกคนใช้เวลาเพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่ทำแผงวงจรพิมพ์

อุปกรณ์จ่ายไฟที่มีการควบคุมบนไมโครเซอร์กิต - สเตบิไลเซอร์นั้นผลิตได้ง่ายกว่าของที่คล้ายกันบนทรานซิสเตอร์ ดูจำนวนชิ้นส่วนที่แทนที่ชิป LM317 ที่ง่ายที่สุด:

ชิปบนแผงวงจรพิมพ์ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สามารถบัดกรีได้โดยตรงที่รางพิมพ์หรือฝังในซ็อกเก็ตพิเศษ

เต้ารับสำหรับจุ่มไมโครเซอร์กิต - photo

ความแตกต่างอยู่ที่ว่าในกรณีแรก ในการที่เราจะเปลี่ยนไมโครเซอร์กิตได้ เราจะต้องทำการปลดไมโครเซอร์กิตเสียก่อน และในกรณีที่สอง เมื่อเราใส่ชิปลงในซ็อกเก็ต เราเพียงแค่ต้องเอาชิปออกจากซ็อกเก็ต และสามารถเปลี่ยนได้อย่างง่ายดายด้วยอันอื่น ตัวอย่างทั่วไปของการเปลี่ยนไมโครโปรเซสเซอร์ในคอมพิวเตอร์

ตัวอย่างเช่น หากคุณกำลังประกอบอุปกรณ์บนไมโครคอนโทรลเลอร์บน แผงวงจรพิมพ์และไม่ได้จัดเตรียมไว้สำหรับการเขียนโปรแกรมในวงจร คุณสามารถทำได้ หากคุณไม่ได้บัดกรีไมโครเซอร์กิตเข้าไปในบอร์ด แต่เป็นซ็อกเก็ตที่เสียบเข้าไป จากนั้นไมโครเซอร์กิตสามารถถอดออกและเชื่อมต่อกับบอร์ดโปรแกรมเมอร์พิเศษได้

ในบอร์ดดังกล่าว ซ็อกเก็ตได้รับการบัดกรีแล้วสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์หลายตัวสำหรับการเขียนโปรแกรม

ไอซีแอนะล็อกและดิจิทัล

ไมโครเซอร์กิตมีให้เลือกหลายแบบ มีทั้งแบบแอนะล็อกและดิจิทัล อย่างแรกคือชื่อที่สื่อถึง ทำงานกับรูปคลื่นแอนะล็อก ในขณะที่หลังทำงานกับรูปคลื่นดิจิทัล สัญญาณแอนะล็อกได้หลายรูปแบบ

สัญญาณดิจิตอลเป็นลำดับของหนึ่งและศูนย์ สัญญาณสูงและต่ำ ระดับสูงมีให้โดยการใช้ 5 โวลต์หรือแรงดันไฟฟ้าใกล้กับเอาต์พุตระดับต่ำคือไม่มีแรงดันไฟฟ้าหรือ 0 โวลต์

มีไมโครชิปด้วย ADC (ตัวแปลงอนาล็อก - ดิจิตอล) และ DAC (ตัวแปลงดิจิตอลเป็นแอนะล็อก) ที่แปลงสัญญาณจากแอนะล็อกเป็นดิจิตอล และในทางกลับกัน ตัวอย่างทั่วไปของ ADC ใช้ในมัลติมิเตอร์เพื่อแปลงปริมาณไฟฟ้าที่วัดได้และแสดงไว้บนหน้าจอมัลติมิเตอร์ ในรูปด้านล่าง ADC เป็นหยดสีดำที่มีร่องรอยมาจากทุกด้าน

ไมโครคอนโทรลเลอร์

เมื่อไม่นานมานี้ เมื่อเทียบกับการผลิตทรานซิสเตอร์และไมโครเซอร์กิต การผลิตไมโครคอนโทรลเลอร์จึงเริ่มต้นขึ้น ไมโครคอนโทรลเลอร์คืออะไร?

เป็นวงจรไมโครพิเศษที่ผลิตได้ทั้งใน จุ่มดังนั้นใน smdการดำเนินการในหน่วยความจำที่สามารถเขียนโปรแกรมได้เรียกว่า เลขฐานสิบหก ไฟล์. นี่คือไฟล์เฟิร์มแวร์ที่คอมไพล์แล้ว ซึ่งเขียนด้วยโปรแกรมแก้ไขโค้ดพิเศษ แต่การเขียนเฟิร์มแวร์นั้นไม่เพียงพอ คุณต้องถ่ายโอน แฟลช ลงในหน่วยความจำของไมโครคอนโทรลเลอร์

โปรแกรมเมอร์ - photo

เพื่อจุดประสงค์นี้มันทำหน้าที่ โปรแกรมเมอร์. อย่างที่หลายคนรู้มีมากมาย ประเภทต่างๆไมโครคอนโทรลเลอร์ - AVR, PICและอื่น ๆ สำหรับประเภทต่าง ๆ เราต้องการโปรแกรมเมอร์ที่แตกต่างกัน อีกทั้งทุกคนสามารถค้นหาและสร้างสิ่งที่เหมาะสมให้กับตนเองได้ทั้งในด้านความรู้ความสามารถ หากไม่มีความปรารถนาที่จะสร้างโปรแกรมเมอร์ด้วยตัวเองคุณสามารถซื้อโปรแกรมสำเร็จรูปในร้านค้าออนไลน์หรือสั่งซื้อจากประเทศจีน

รูปด้านบนแสดงไมโครคอนโทรลเลอร์ในแพ็คเกจ SMD การใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์มีประโยชน์อย่างไร? หากก่อนหน้านี้ เมื่อออกแบบและประกอบอุปกรณ์โดยใช้องค์ประกอบที่ไม่ต่อเนื่องหรือไมโครเซอร์กิต เราตั้งค่าการทำงานของอุปกรณ์โดยใช้การเชื่อมต่อที่ซับซ้อนและซับซ้อนบนแผงวงจรพิมพ์โดยใช้หลายส่วน ตอนนี้ก็เพียงพอแล้วที่เราจะเขียนโปรแกรมสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่จะทำแบบเดียวกันโดยทางโปรแกรม ซึ่งมักจะเร็วกว่าและเชื่อถือได้มากกว่าวงจรโดยไม่ต้องใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นคอมพิวเตอร์ทั้งเครื่อง โดยมีพอร์ตอินพุต-เอาต์พุต ความสามารถในการเชื่อมต่อจอแสดงผลและเซ็นเซอร์ ตลอดจนควบคุมอุปกรณ์อื่นๆ

แน่นอนว่าการพัฒนาของไมโครเซอร์กิตจะไม่หยุดเพียงแค่นั้น และสรุปได้ว่าใน 10 ปีข้างหน้าจะมีไมโครเซอร์กิตจากคำว่า " ไมโคร"- มองไม่เห็นด้วยตาซึ่งจะมีทรานซิสเตอร์หลายพันล้านตัวและองค์ประกอบอื่น ๆ ขนาดของอะตอมหลาย ๆ - จากนั้นการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ซับซ้อนที่สุดจะพร้อมใช้งานได้จริง ๆ แม้กระทั่งกับมือสมัครเล่นวิทยุที่มีประสบการณ์มาก! รีวิวสั้นๆจบลงแล้วอยู่กับเธอ AKV.

อภิปรายบทความ MICROCIRCUITS

Panyushkin V.V.

("HiZh", 2014, ฉบับที่ 4)

การผลิตชิปขนาดเล็กที่ให้ชีวิตแก่แล็ปท็อปเป็นหนึ่งในสิ่งที่ซับซ้อนและซับซ้อนที่สุด ประกอบด้วยการดำเนินการมากกว่าสามร้อยรายการ และหนึ่งรอบการผลิตสามารถอยู่ได้นานถึงหลายสัปดาห์ กระบวนการนี้มีลักษณะอย่างไรในรูปแบบที่เรียบง่าย

เราใช้ชั้นของซิลิโคน

สิ่งแรกที่ต้องทำคือสร้างชั้นเพิ่มเติมบนพื้นผิวของพื้นผิวซิลิกอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 ซม. อะตอมของซิลิคอนเติบโตบนสารตั้งต้นโดยอีพิแทกซี: พวกมันจะค่อยๆ สะสมบนพื้นผิวซิลิกอนจากเฟสของแก๊ส กระบวนการนี้เกิดขึ้นในสุญญากาศ ไม่มีอะไรฟุ่มเฟือยที่นี่ ดังนั้น ด้วยเหตุนี้ ชั้นที่บางที่สุดของซิลิกอนบริสุทธิ์ที่สุดจึงถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวด้วยโครงสร้างผลึกเดียวกันกับพื้นผิวซิลิกอน มีเพียงความสะอาดเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง เราได้สารตั้งต้นที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นบ้าง

การทาชั้นป้องกัน

ตอนนี้จำเป็นต้องสร้างชั้นป้องกันบนพื้นผิวของสารตั้งต้นนั่นคือเพียงแค่ออกซิไดซ์เพื่อสร้างฟิล์มซิลิกอนออกไซด์ที่บางที่สุด SiO 2 .

หน้าที่ของมันมีความสำคัญมาก: ฟิล์มออกไซด์จะป้องกันกระแสไฟฟ้าไม่ให้ไหลออกจากเพลต โดยวิธีการใน เมื่อเร็ว ๆ นี้แทนที่จะใช้ซิลิกอนไดออกไซด์แบบดั้งเดิม Intel เริ่มใช้ไดอิเล็กตริกสูงโดยอิงจากแฮฟเนียมออกไซด์และซิลิเกตซึ่งมีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงกว่า k เมื่อเทียบกับซิลิกอนออกไซด์ ชั้นไดอิเล็กตริกสูงมีความหนาเป็นสองเท่าของชั้น SiO 2 ทั่วไปโดยการทำให้แคบลง ภูมิภาคใกล้เคียงแต่ด้วยความสามารถที่เทียบเท่ากัน กระแสไฟรั่วจึงสามารถลดลงได้หลายร้อยเท่า ซึ่งช่วยให้สามารถย่อขนาดโปรเซสเซอร์ต่อไปได้

การทาชั้นของ photoresist

ต้องใช้เครื่องฉายแสงกับชั้นป้องกันของซิลิกอนออกไซด์ - วัสดุพอลิเมอร์ซึ่งคุณสมบัติเปลี่ยนแปลงภายใต้อิทธิพลของรังสี ส่วนใหญ่มักจะเล่นบทบาทนี้โดย polymethacrylates, arylsulfoethers และ phenyl-formaldehyde resins ซึ่งถูกทำลายโดยรังสีอัลตราไวโอเลต (กระบวนการนี้เรียกว่า photolithography) พวกมันถูกนำไปใช้กับพื้นผิวที่หมุนได้โดยการพ่นด้วยละอองลอยของสารดังกล่าว โดยหลักการแล้ว ยังสามารถใช้ลำแสงอิเล็กตรอน (การพิมพ์หินด้วยลำแสงอิเล็กตรอน) หรือรังสีเอกซ์แบบอ่อน (การพิมพ์หิน X-ray) โดยการเลือกสารที่มีความละเอียดอ่อนที่เหมาะสมสำหรับพวกมัน แต่เราจะพิจารณากระบวนการ photolithography แบบดั้งเดิม

เราฉายรังสีอัลตราไวโอเลต

ตอนนี้พื้นผิวพร้อมที่จะสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต แต่ไม่ใช่โดยตรง แต่ผ่านตัวกลาง - โฟโตมาสก์ซึ่งทำหน้าที่เป็นลายฉลุ อันที่จริง photomask เป็นภาพวาดของไมโครเซอร์กิตในอนาคต ซึ่งขยายใหญ่ขึ้นเพียงหลายครั้งเท่านั้น ในการฉายภาพลงบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ จะใช้เลนส์พิเศษเพื่อลดขนาดภาพ สิ่งนี้ให้ความคมชัดที่น่าทึ่งและความแม่นยำในการฉายภาพ

รังสีอัลตราไวโอเลตผ่านหน้ากากและเลนส์ฉายภาพวงจรในอนาคตลงบนพื้นผิว บนโฟโตมาสก์ พื้นที่ทำงานในอนาคตของวงจรรวมจะโปร่งใสต่อรังสีอัลตราไวโอเลต และพื้นที่แฝงจะกลับกัน ในสถานที่เหล่านั้นบนพื้นผิวที่ควรตั้งองค์ประกอบโครงสร้างที่ใช้งานอยู่ การฉายรังสีจะทำลายตัวต้านทานแสง และในพื้นที่ที่ไม่โต้ตอบการทำลายจะไม่เกิดขึ้นเนื่องจากรังสีอัลตราไวโอเลตไม่ได้อยู่ที่นั่น: ลายฉลุเป็นลายฉลุ ปฏิกิริยาเคมีซึ่งเกิดขึ้นในชั้นภายใต้อิทธิพลของแสงอัลตราไวโอเลตนั้นคล้ายกับปฏิกิริยาในภาพยนตร์ที่เกิดขึ้นระหว่างการถ่ายภาพมาก โฟโตรีซีสต์ที่ถูกทำลายจะละลายได้ง่าย ดังนั้นจึงไม่ยากที่จะขจัดผลิตภัณฑ์ที่สลายตัวออกจากสารตั้งต้น อย่างไรก็ตาม ในการสร้างโปรเซสเซอร์หนึ่งตัว จำเป็นต้องใช้โฟโตมาสก์ที่แตกต่างกันถึง 30 ชิ้น ดังนั้นขั้นตอนจะทำซ้ำเมื่อเลเยอร์ถูกใส่เข้าด้วยกัน

เราข่มเหง

ดังนั้นการวาดโครงร่างในอนาคตที่มีองค์ประกอบทั้งหมดที่มีขนาดไม่เกินหลายนาโนเมตรจึงถูกถ่ายโอนไปยังพื้นผิวของสารตั้งต้น ตอนนี้ควรแกะสลักบริเวณที่ชั้นป้องกันยุบ ในกรณีนี้ พื้นที่แบบพาสซีฟจะไม่ได้รับผลกระทบ เนื่องจากพวกมันได้รับการปกป้องโดยชั้นโพลีเมอร์ของโฟโตรีซีสต์ ซึ่งไม่ยุบตัวในขั้นตอนก่อนหน้า บริเวณที่ฉายรังสีจะถูกกัดเซาะโดยสารเคมีหรือโดยวิธีทางกายภาพ

ในกรณีแรกเพื่อทำลายชั้นของซิลิกอนไดออกไซด์จะใช้สารประกอบที่มีกรดไฮโดรฟลูออริกและแอมโมเนียมฟลูออไรด์ การกัดเซาะของเหลวเป็นสิ่งที่ดี แต่มีปัญหา: ของเหลวมีแนวโน้มที่จะไหลภายใต้ชั้นต้านทานในพื้นที่แฝงที่อยู่ติดกัน ส่งผลให้รายละเอียดของลวดลายสลักมีขนาดใหญ่กว่าที่หน้ากากกำหนด ดังนั้นควรใช้วิธีการทางกายภาพแบบแห้ง - การกัดด้วยไอออนที่ทำปฏิกิริยากับพลาสมา มีการเลือกก๊าซปฏิกิริยาที่เหมาะสมสำหรับแต่ละวัสดุที่จะทำการกัดแบบแห้ง ดังนั้นซิลิกอนและสารประกอบของมันถูกฝังด้วยพลาสมาที่ประกอบด้วยคลอรีนและฟลูออรีน (CCl 4 + Cl 2 + Ar, ClF 3 + Cl 2, CHF 3, CF 4 + H 2, C 2 F 6) การกัดแบบแห้งก็มีข้อเสียเช่นกัน - ความสามารถในการคัดเลือกที่ต่ำกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับการกัดแบบเปียก โชคดีที่มีวิธีการที่เป็นสากลสำหรับกรณีนี้ - การแกะสลักด้วยลำแสงไอออน เหมาะสำหรับวัสดุใด ๆ หรือการรวมกันของวัสดุและมีความละเอียดสูงสุดของวิธีการกัดใด ๆ โดยให้คุณสมบัติที่มีขนาดเล็กถึง 10 นาโนเมตร

พวกเรายาเสพติด

ตอนนี้ก็ถึงเวลาสำหรับการปลูกถ่ายไอออน อนุญาตให้นำองค์ประกอบทางเคมีเกือบทุกชนิดในปริมาณที่ต้องการจนถึงความลึกที่กำหนดในพื้นที่กัดเซาะที่พื้นผิวซิลิกอนถูกเปิดเผย วัตถุประสงค์ของการดำเนินการนี้คือการเปลี่ยนประเภทของการนำไฟฟ้าและความเข้มข้นของสารพาหะในกลุ่มสารกึ่งตัวนำเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ต้องการ เช่น ความเรียบที่ต้องการของจุดต่อ p-n สารเจือซิลิโคนที่พบมากที่สุดคือฟอสฟอรัส สารหนู (ให้ค่าการนำไฟฟ้าแบบ n) และโบรอน (ค่าการนำไฟฟ้าของรูแบบ p) อิออนขององค์ประกอบที่ปลูกฝังได้ในรูปของพลาสมาจะถูกเร่งให้ ความเร็วสูงสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและทิ้งระเบิดกับพื้นผิวด้วย ไอออนที่มีพลังจะแทรกซึมเข้าไปในบริเวณที่ไม่มีการป้องกัน โดยพุ่งเข้าไปในตัวอย่างจนถึงระดับความลึกหลายนาโนเมตรถึงหลายไมโครเมตร

หลังจากการแนะนำของไอออน ชั้น photoresistive จะถูกลบออก และโครงสร้างที่ได้จะถูกอบอ่อนที่ อุณหภูมิสูงเพื่อให้โครงสร้างที่แตกของเซมิคอนดักเตอร์ได้รับการฟื้นฟูและไอออนของลิแกนด์จะยึดครองโหนดของผลึกตาข่าย โดยทั่วไปแล้วชั้นแรกของทรานซิสเตอร์ก็พร้อม

ทำหน้าต่าง

ที่ด้านบนของทรานซิสเตอร์ที่เกิด จำเป็นต้องใช้ชั้นฉนวน โดยที่ "หน้าต่าง" สามบานถูกสลักโดยใช้วิธีการโฟโตลิโทกราฟีเดียวกัน ในอนาคตจะมีการติดต่อกับทรานซิสเตอร์อื่น ๆ ผ่านทางเหล่านี้

เราใช้โลหะ

ตอนนี้พื้นผิวทั้งหมดของแผ่นเคลือบด้วยชั้นทองแดงโดยใช้การสะสมแบบสุญญากาศ ไอออนของทองแดงส่งผ่านจากอิเล็กโทรดบวก (แอโนด) ไปยังอิเล็กโทรดลบ (แคโทด) ซึ่งเล่นโดยสารตั้งต้นและจับที่มัน เติมหน้าต่างที่สร้างขึ้นโดยการแกะสลัก จากนั้นพื้นผิวจะถูกขัดเงาเพื่อขจัดทองแดงส่วนเกิน โลหะถูกสะสมในหลายขั้นตอนเพื่อสร้างการเชื่อมต่อ (คิดว่าเป็นสายเชื่อมต่อ) ระหว่างทรานซิสเตอร์แต่ละตัว

เลย์เอาต์ของการเชื่อมต่อถึงกันนั้นถูกกำหนดโดยสถาปัตยกรรมของไมโครโปรเซสเซอร์ ดังนั้นในโปรเซสเซอร์สมัยใหม่การเชื่อมโยงจึงถูกสร้างขึ้นระหว่างประมาณ 20 เลเยอร์สร้างโครงร่างสามมิติที่ซับซ้อน จำนวนเลเยอร์อาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับประเภทของโปรเซสเซอร์

การทดสอบ

ในที่สุดบันทึกของเราก็พร้อมสำหรับการทดสอบ ตัวควบคุมหลักที่นี่คือหัวโพรบบนเครื่องคัดแยกแผ่นเวเฟอร์อัตโนมัติ โดยการสัมผัสเพลต จะวัดค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้า หากมีบางอย่างผิดปกติคริสตัลที่ชำรุดจะถูกทำเครื่องหมายซึ่งจะถูกทิ้ง อย่างไรก็ตาม ในไมโครอิเล็กทรอนิกส์ ไมโครเซอร์กิตแบบบูรณาการเดียวที่มีความซับซ้อนตามอำเภอใจ ซึ่งวางอยู่บนเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์เรียกว่าคริสตัล

เราตัด

ถัดไป เพลตจะแบ่งออกเป็นผลึกเดี่ยว บนพื้นผิวเดียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 ซม. จะวางวงจรขนาดเล็กประมาณ 150 วงจรขนาดประมาณ 2x2 ซม. ในการแยกแผ่นไม่ว่าจะถูกตัดด้วยเครื่องตัดเพชรหรือลำแสงเลเซอร์แล้วหักเป็นชิ้นสำเร็จรูปหรือ ถูกตัดทันทีด้วยจานเพชร

พร้อมโปรเซสเซอร์!

หลังจากนั้น คอนแทคแพดจะเชื่อมต่อ ซึ่งให้การสื่อสารระหว่างโปรเซสเซอร์กับส่วนที่เหลือของระบบ คริสตัลและฝาปิดที่ช่วยขจัดความร้อนจากคริสตัลไปยังตัวทำความเย็น

โปรเซสเซอร์พร้อม! จากการประมาณการของฉัน (อาจไม่ถูกต้องมาก) การผลิตโปรเซสเซอร์สมัยใหม่หนึ่งตัว เช่น Intel Core i7 แบบ Quad-core ต้องใช้เวลาดำเนินการประมาณหนึ่งเดือนในโรงงานล้ำสมัยและใช้พลังงาน 150 กิโลวัตต์ชั่วโมง ในเวลาเดียวกัน มวลของซิลิกอนและสารเคมีที่บริโภคต่อคริสตัลนั้นคำนวณได้มากสุดในหน่วยกรัม ทองแดง - ในเศษส่วนของกรัม ทองสำหรับการสัมผัส - เป็นมิลลิกรัม และแม้แต่น้อยสำหรับลิแกนด์เช่นฟอสฟอรัส สารหนู โบรอน

อภิธานศัพท์

สำหรับผู้ที่เสี่ยงต่อการสับสนในพื้นผิว ชิป โปรเซสเซอร์ และคริสตัล นี่คืออภิธานศัพท์เล็กๆ น้อยๆ

พื้นผิว - แผ่นเวเฟอร์ซิลิกอนผลึกเดี่ยวทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 ถึง 45 ซม. ซึ่งไมโครเซอร์กิตเซมิคอนดักเตอร์เติบโตด้วยอีพิแทกซี

คริสตัล ชิป วงจรรวม - ส่วนที่ไม่เชื่อมต่อของสารตั้งต้นที่มีระบบทรานซิสเตอร์หลายชั้นที่ปลูกไว้ซึ่งเชื่อมต่อด้วยหน้าสัมผัสทองแดง ต่อมาถูกใช้เป็นส่วนหลักของไมโครโปรเซสเซอร์

ลิแกนด์ (สารเจือปน) - ในกรณีของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ สารที่มีอะตอมฝังอยู่ในตาข่ายของผลึกซิลิกอนทำให้ค่าการนำไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไป

โปรเซสเซอร์ ไมโครโปรเซสเซอร์ - องค์ประกอบคอมพิวเตอร์กลางของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ ประกอบด้วยคริสตัลที่วางอยู่บนแผ่นสัมผัสและปิดด้วยฝาปิดระบายความร้อน

โฟโต้มาส์ก - แผ่นโปร่งแสงที่มีลวดลายที่แสงผ่านไปเมื่อเครื่องฉายแสงถูกฉายรังสี

ช่างภาพ วัสดุไวแสงโพลีเมอร์ซึ่งคุณสมบัติ เช่น ความสามารถในการละลาย จะเปลี่ยนแปลงหลังจากสัมผัสกับรังสีบางชนิด

Epitaxy - การเติบโตอย่างสม่ำเสมอของคริสตัลหนึ่งบนพื้นผิวของอีกผลึกหนึ่ง ในกรณีนี้ คำว่า "คริสตัล" ใช้ในความหมายหลัก มีหลายวิธีในการรับคริสตัลที่เรียงตามการเติบโตของเอพิเทเชียล

ชิป

วงจรรวมสมัยใหม่ที่ออกแบบมาสำหรับการติดตั้งบนพื้นผิว

ไมโครเซอร์กิตดิจิตอลของโซเวียตและต่างประเทศ

อินทิกรัล(อังกฤษ. วงจรรวม, ไอซี, ไมโครเซอร์กิต, ไมโครชิป, ชิปซิลิกอนหรือชิป), ( ไมโคร)โครงการ (ไอซี ไอซี m/s), ชิป, ไมโครชิป(ภาษาอังกฤษ) ชิป- ชิป, ชิป, ชิป) - อุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ - วงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีความซับซ้อนโดยพลการซึ่งทำจากคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์ (หรือฟิล์ม) และวางในกล่องที่ไม่สามารถแยกออกได้ มักจะอยู่ภายใต้ วงจรรวม(IS) เข้าใจคริสตัลหรือฟิล์มจริงด้วย วงจรไฟฟ้าและใต้ ไมโครชิป(MS) - IP ที่อยู่ในเคส ในเวลาเดียวกัน คำว่า "ส่วนประกอบชิป" หมายถึง "ส่วนประกอบสำหรับการติดตั้งบนพื้นผิว" ตรงกันข้ามกับส่วนประกอบสำหรับการบัดกรีแบบดั้งเดิมผ่านรูบนบอร์ด ดังนั้นจึงถูกต้องกว่าที่จะพูดว่า "chip microcircuit" ซึ่งหมายถึง microcircuit สำหรับการติดตั้งบนพื้นผิว ในขณะนี้ (ปี) ไมโครเซอร์กิตส่วนใหญ่ผลิตในบรรจุภัณฑ์แบบติดบนพื้นผิว

เรื่องราว

การประดิษฐ์ไมโครเซอร์กิตเริ่มต้นด้วยการศึกษาคุณสมบัติของฟิล์มออกไซด์บาง ๆ ซึ่งแสดงออกถึงผลกระทบของการนำไฟฟ้าที่ไม่ดีที่แรงดันไฟฟ้าต่ำ ปัญหาคือไม่มีการสัมผัสทางไฟฟ้าที่จุดสัมผัสระหว่างโลหะทั้งสองหรือมีคุณสมบัติขั้ว การศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้นำไปสู่การค้นพบไดโอดและทรานซิสเตอร์และวงจรรวมในภายหลัง

ระดับการออกแบบ

• กายภาพ - วิธีการสำหรับการนำทรานซิสเตอร์หนึ่งตัว (หรือกลุ่มเล็ก ๆ ) ไปใช้ในรูปแบบของโซนเจือบนคริสตัล
• ไฟฟ้า - พื้นฐาน แผนภูมิวงจรรวม(ทรานซิสเตอร์ ตัวเก็บประจุ ตัวต้านทาน ฯลฯ)
• ลอจิก - วงจรลอจิก (อินเวอร์เตอร์ลอจิก, องค์ประกอบ OR-NOT, AND-NOT เป็นต้น)
• ระดับวงจรและวิศวกรรมระบบ - วงจรและวงจรวิศวกรรมระบบ (ฟลิปฟลอป เครื่องเปรียบเทียบ เครื่องเข้ารหัส ตัวถอดรหัส ALU เป็นต้น)
• ทอพอโลยี - photomasks ทอพอโลยีสำหรับการผลิต
• ระดับโปรแกรม (สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์และไมโครโปรเซสเซอร์) - คำแนะนำในการประกอบสำหรับโปรแกรมเมอร์

ในปัจจุบัน วงจรรวมส่วนใหญ่ได้รับการพัฒนาโดยใช้ CAD ซึ่งช่วยให้คุณทำงานอัตโนมัติและเร่งกระบวนการรับโฟโตมาสก์ทอพอโลยีได้อย่างมาก

การจำแนกประเภท

ระดับของการรวมตัว

วัตถุประสงค์

วงจรรวมสามารถมีฟังก์ชันที่สมบูรณ์และซับซ้อนได้ตามอำเภอใจ - จนถึงไมโครคอมพิวเตอร์ทั้งหมด (ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปเดียว)

วงจรอนาล็อก

• เครื่องกำเนิดสัญญาณ
• ตัวคูณอนาล็อก
• แอนะล็อกแอนะล็อกและแอมพลิฟายเออร์ที่ปรับได้
• ตัวปรับความเสถียรของพาวเวอร์ซัพพลาย
• ควบคุมไมโครวงจรของอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
• ตัวแปลงสัญญาณ
• แผนการกำหนดเวลา
• เซ็นเซอร์ต่างๆ (อุณหภูมิ ฯลฯ)

วงจรดิจิตอล

• องค์ประกอบลอจิก
• ตัวแปลงบัฟเฟอร์
• โมดูลหน่วยความจำ
• (ไมโคร)โปรเซสเซอร์ (รวมถึงซีพียูในคอมพิวเตอร์)
• ไมโครคอมพิวเตอร์ชิปเดียว
• FPGA - วงจรรวมลอจิกที่ตั้งโปรแกรมได้

วงจรรวมดิจิทัลมีข้อดีเหนือกว่าแบบแอนะล็อกหลายประการ:

• ลดการใช้พลังงานที่เกี่ยวข้องกับการใช้สัญญาณไฟฟ้าแบบพัลซิ่งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ดิจิทัล เมื่อรับและแปลงสัญญาณดังกล่าว องค์ประกอบที่ใช้งานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ (ทรานซิสเตอร์) จะทำงานในโหมด "คีย์" นั่นคือทรานซิสเตอร์ "เปิด" ซึ่งสอดคล้องกับสัญญาณระดับสูง (1) หรือ "ปิด" - (0) ในกรณีแรกบนทรานซิสเตอร์ไม่มีแรงดันตกในวินาที - ไม่มีกระแสไหลผ่าน ในทั้งสองกรณี การใช้พลังงานใกล้เคียงกับ 0 ตรงกันข้ามกับอุปกรณ์แอนะล็อก ซึ่งทรานซิสเตอร์อยู่ในสถานะปานกลาง (ต้านทาน) เกือบตลอดเวลา
• ภูมิคุ้มกันเสียงสูงอุปกรณ์ดิจิทัลสัมพันธ์กับความแตกต่างอย่างมากระหว่างสัญญาณระดับสูง (เช่น 2.5 - 5 V) และสัญญาณต่ำ (0 - 0.5 V) อาจมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นจากการรบกวนดังกล่าว เมื่อระดับสูงถูกมองว่าต่ำและในทางกลับกัน ซึ่งไม่น่าเป็นไปได้ นอกจากนี้ ในอุปกรณ์ดิจิทัล คุณสามารถใช้รหัสพิเศษที่ช่วยให้คุณแก้ไขข้อผิดพลาดได้
• ความแตกต่างอย่างมากระหว่างสัญญาณระดับสูงและระดับต่ำและการเปลี่ยนแปลงที่อนุญาตได้ค่อนข้างหลากหลายทำให้เทคโนโลยีดิจิทัล ไม่อ่อนไหวเพื่อการกระจายพารามิเตอร์องค์ประกอบอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ในเทคโนโลยีแบบบูรณาการ ทำให้ไม่จำเป็นต้องเลือกและกำหนดค่าอุปกรณ์ดิจิทัล

การถือกำเนิดของวงจรรวมทำให้เกิดการปฏิวัติทางเทคโนโลยีอย่างแท้จริงในอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และไอที ดูเหมือนว่าเมื่อไม่กี่ทศวรรษก่อนสำหรับการคำนวณทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ง่ายที่สุดนั้นใช้คอมพิวเตอร์หลอดไฟขนาดใหญ่ซึ่งครอบครองห้องหลายห้องและแม้แต่อาคารทั้งหมด

คอมพิวเตอร์เหล่านี้ประกอบด้วยหลอดสุญญากาศหลายพันหลอด ซึ่งต้องใช้พลังงานไฟฟ้าขนาดมหึมาและระบบระบายความร้อนพิเศษสำหรับการทำงาน วันนี้พวกเขาถูกแทนที่ด้วยคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวม

โดยพื้นฐานแล้ว วงจรรวมคือการประกอบส่วนประกอบเซมิคอนดักเตอร์ด้วยกล้องจุลทรรศน์จำนวนมากที่วางอยู่บนพื้นผิวและบรรจุในบรรจุภัณฑ์ขนาดเล็ก

ชิปสมัยใหม่ขนาดเท่าเล็บมือคนสามารถบรรจุไดโอด ทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทาน สายไฟ และส่วนประกอบอื่นๆ ได้หลายล้านตัว ซึ่งในสมัยก่อนต้องใช้พื้นที่โรงเก็บเครื่องบินขนาดใหญ่พอสมควร

คุณไม่จำเป็นต้องมองหาตัวอย่างให้ไกล ตัวอย่างเช่น โปรเซสเซอร์ i7 มีทรานซิสเตอร์มากกว่า 3 พันล้านตัวในพื้นที่น้อยกว่า 3 ตารางเซนติเมตร! และนี่ไม่ใช่ขีดจำกัด

ต่อไปเราจะพิจารณาพื้นฐานของกระบวนการสร้างไมโครเซอร์กิต ไมโครเซอร์กิตเกิดจากเทคโนโลยีระนาบ (พื้นผิว) โดยการพิมพ์หิน ซึ่งหมายความว่ามันเติบโตจากเซมิคอนดักเตอร์บนพื้นผิวซิลิกอนตามที่เป็นอยู่

ประการแรก มีการเตรียมแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนแบบบาง ซึ่งได้มาจากผลึกซิลิกอนก้อนเดียวโดยการตัดจากชิ้นงานทรงกระบอกโดยใช้จานเคลือบเพชร แผ่นขัดเงา เงื่อนไขพิเศษเพื่อไม่ให้เกิดสิ่งสกปรกและฝุ่นละออง

หลังจากนั้นแผ่นจะถูกออกซิไดซ์ - สัมผัสกับออกซิเจนที่อุณหภูมิประมาณ 1,000 ° C เพื่อให้ได้ชั้นฟิล์มซิลิกอนไดออกไซด์ที่แข็งแกร่งซึ่งมีความหนาตามจำนวนไมครอนที่ต้องการ ความหนาของชั้นออกไซด์ที่ได้รับนั้นขึ้นอยู่กับเวลาที่สัมผัสกับออกซิเจน เช่นเดียวกับอุณหภูมิของสารตั้งต้นในระหว่างการออกซิเดชัน

ถัดไป สารไวแสงถูกนำไปใช้กับชั้นของซิลิกอนไดออกไซด์ - องค์ประกอบไวแสงซึ่งหลังจากการฉายรังสีจะละลายในบางส่วน สารเคมี. ลายฉลุวางอยู่บน photoresist - photomask ที่มีพื้นที่โปร่งใสและทึบแสง จากนั้นจานที่มีโฟโตรีซีสต์วางอยู่บนจานจะถูกเปิดออก - ส่องสว่างด้วยแหล่งกำเนิดรังสีอัลตราไวโอเลต

เป็นผลมาจากการเปิดรับแสง ส่วนหนึ่งของ photoresist ที่อยู่ภายใต้พื้นที่โปร่งใสของ photomask เปลี่ยนแปลง คุณสมบัติทางเคมีและตอนนี้สามารถเอาออกได้อย่างง่ายดายพร้อมกับซิลิกอนไดออกไซด์ที่อยู่เบื้องล่าง ด้วยสารเคมีพิเศษ พลาสมาหรืออย่างอื่น นี่เรียกว่าการกัดเซาะ ในตอนท้ายของการแกะสลัก พื้นที่ของแผ่นเวเฟอร์ที่ไม่ได้รับการป้องกันโดย photoresist (สัมผัส) จะถูกทำความสะอาดจาก photoresist ที่สัมผัสและจากซิลิกอนไดออกไซด์

หลังจากการกัดเซาะและทำความสะอาดจากโฟโตรีซีสต์ที่ไม่เปิดเผยของสถานที่เหล่านั้นของสารตั้งต้นที่ซิลิกอนไดออกไซด์ยังคงอยู่ จะเริ่มใช้เอพิแทกซี - ชั้นของสารที่ต้องการหนาหนึ่งอะตอมถูกนำไปใช้กับเวเฟอร์ซิลิคอน สามารถใช้เลเยอร์ดังกล่าวได้มากเท่าที่จำเป็น ถัดไป จานถูกทำให้ร้อนและไอออนของสารบางชนิดจะกระจายเพื่อให้ได้บริเวณ p และ n โบรอนถูกใช้เป็นตัวรับ และใช้สารหนูและฟอสฟอรัสเป็นผู้บริจาค

เมื่อสิ้นสุดกระบวนการ การทำให้เป็นโลหะโดยใช้อะลูมิเนียม นิกเกิล หรือทอง เพื่อให้ได้ฟิล์มนำไฟฟ้าบางๆ ที่จะทำหน้าที่เป็นตัวนำเชื่อมต่อสำหรับทรานซิสเตอร์ ไดโอด ตัวต้านทาน ฯลฯ ที่ปลูกบนซับสเตรตในขั้นตอนก่อนหน้า ไปยังวงจรพิมพ์ กระดาน.