Compreendendo o processo de fabricação de semicondutores:dos materiais aos produtos finais

Os semicondutores são um elemento sempre presente na tecnologia moderna. Quando julgados pela sua capacidade de conduzir eletricidade, esses dispositivos ficam entre condutores completos e isoladores. Eles são usados ​​como parte de um circuito digital em computadores, rádios, telefones e outros equipamentos.

O processo de fabricação de semicondutores começa com o material base. Os semicondutores podem ser feitos de uma dúzia desses materiais, incluindo germânio, arsenieto de gálio e vários compostos de índio, como antimoneto de índio e fosfeto de índio. O material de base mais popular é o silício devido ao seu baixo custo de produção, processamento simples e faixa de temperatura.

Usando o silício como exemplo, o processo de fabricação de semicondutores começa com a produção de wafers de silício. Primeiro, o silício é cortado em wafers redondos usando uma serra com ponta de diamante. Essas bolachas são então classificadas por espessura e verificadas quanto a danos. Um lado do wafer é então gravado em um produto químico e polido como um espelho para remover todas as impurezas e danos. Os chips são construídos no lado liso.

Uma camada de vidro de dióxido de silício é aplicada ao lado polido da pastilha de silício. Essa camada não conduz eletricidade, mas ajuda a preparar o material para a fotolitografia. O processo de fabricação também aplica camadas de padrões de circuito ao wafer após ele ter sido revestido com uma camada de fotorresistente, um produto químico sensível à luz. A luz é então iluminada através de um retículo e de uma máscara de lente, de modo que o padrão de circuito desejado seja impresso no wafer.

O padrão fotorresistente é removido usando vários solventes orgânicos misturados em um processo chamado incineração. O processo resulta em um wafer tridimensional (3D). O wafer é então lavado com produtos químicos úmidos e ácidos para eliminar quaisquer contaminantes e resíduos. Múltiplas camadas podem ser adicionadas repetindo todo o processo de fotolitografia.

Depois que as camadas são adicionadas, áreas do wafer de silício são expostas a produtos químicos para torná-las menos condutivas. Isso é feito usando átomos dopantes para deslocar os átomos de silício na estrutura original do wafer. É difícil controlar quantos átomos de dopagem são implantados em qualquer área.

A tarefa final no processo de fabricação de semicondutores é o revestimento de toda a superfície do wafer com uma fina camada de metal condutor. Geralmente é usado cobre. A camada de metal é então polida para remover produtos químicos indesejados. Uma vez concluído o processo de fabricação de semicondutores, os semicondutores acabados são testados minuciosamente.

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