Computerchips werden in der Regel in Fabriken hergestellt, die als Produktionsstätten oder Fabriken bezeichnet werden. Sie werden aus Silizium hergestellt, einem chemischen Element, das häufig im Sand vorkommt. Silizium ist ein Halbleiter, d. h. seine elektrische Leitfähigkeit liegt zwischen Metallen wie Kupfer und Isolatoren wie Glas.
Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung des Chip-Herstellungsprozesses.
Gewinnung und Formgebung von Silizium
Einkristall-Siliziumbarren werden durch Schmelzen und Raffinieren von Sand gewonnen. Die Barren sind nahezu 100 % rein. Sie werden in hauchdünne Chips geschnitten, die gereinigt, poliert und mit einer Schicht aus Siliziumdioxid überzogen werden. Eine zusätzliche Beschichtung aus einer als Fotolack bekannten Chemikalie wird auf die Oberseite der Siliziumwafer aufgebracht, um die Lichtempfindlichkeit zu erhöhen. Bei diesem Verfahren werden strenge Vorsichtsmaßnahmen getroffen, um eine Verunreinigung durch Staub oder andere Fremdstoffe auszuschließen. Nachdem die einfachen Siliziumchips fertig sind, werden elektronische Schaltkreise darauf geätzt.
Ätzen von Schaltkreisen
Der Siliziumwafer wird mit einer als Maske bezeichneten Platte mit einem Schaltkreismuster bedeckt und ultraviolettem Licht ausgesetzt. Das Licht härtet das belichtete Fotolackmaterial im Schaltkreismuster. Heiße Gase schmelzen dann das exponierte Material, um das darunter liegende Siliziumdioxid freizulegen. Zurück bleibt eine 3D-Landschaft, die das Schaltkreismuster der Maske nachbildet.
Beim Chipherstellungsprozess ist das Ätzen das chemische Entfernen von Schichten vom Wafer, und das Dotieren ist das Einführen von Verunreinigungen zur Veränderung des Wafers. Der Prozess des Ätzens und Dotierens kann hunderte Male auf demselben Computerchip wiederholt werden, um komplexere integrierte Schaltkreise zu erzeugen.