Ein Siliziumchip ist eine integrierte Schaltung, die hauptsächlich aus Silizium besteht. Silizium ist eine der am häufigsten verwendeten Substanzen, um Computerchips zu entwickeln. Das Bild zeigt ein Beispiel eines Siliziumwafers mit Dutzenden einzelner Siliziumchips.

Schritte, wie Silizium zu Chips geformt wird

1. Silizium wird mit der Czochralski-Methode zu reinen Siliziumkristallen geformt. Dabei werden Lichtbogenöfen verwendet, um Rohstoffe (meist Quarzgestein) in metallurgisches Silizium umzuwandeln.
2. Um Verunreinigungen zu reduzieren, wird das Silizium in eine Flüssigkeit umgewandelt, destilliert und dann wieder zu Stäben geformt.
3. Die Stäbe oder das Polysilicium werden dann in Stücke gebrochen und in einen speziellen Ofen gestellt, der mit Argongas gespült wird, um jegliche Luft zu entfernen. Der Ofen schmilzt die Brocken, wenn er auf über 2.500 ° Fahrenheit erhitzt wird.
4. Nach dem Schmelzen der Brocken wird das geschmolzene Silizium in einem Tiegel geschleudert, während ein kleiner Impfkristall in das geschmolzene Silizium eingeführt wird.
5. Während sich das Saatgut weiter dreht und abkühlt, wird der Samen langsam aus dem geschmolzenen Silizium gezogen, was zu einem großen Kristall führt. Oft wiegt er mehrere hundert Pfund.
6. Der große Siliziumkristall wird dann getestet und geröntgt, um sicherzustellen, dass er rein ist.
7. Wenn der Kristall rein ist, wird er in dünne Scheiben geschnitten, die als Wafer bezeichnet werden, wie auf dieser Seite gezeigt.
8. Nach dem Schneiden wird jeder Wafer gepuffert, um Verunreinigungen zu entfernen, die beim Schneiden aufgetreten sein könnten.
9. Wenn alle Pufferungen abgeschlossen sind, wird der Wafer in eine Maschine eingesetzt, die das Silizium mit dem Schaltungsdesign ätzt. Diese Designs werden unter Verwendung eines als Photolithographie bezeichneten Prozesses geätzt.
10. Bei der Fotolithografie wird der Wafer zuerst mit einer lichtempfindlichen Chemikalie beschichtet, die unter UV-Licht aushärtet. Anschließend wird der Wafer der Chip-Design-Schicht mit UV-Licht ausgesetzt.
11. Nach der Belichtung werden die restlichen lichtempfindlichen Chemikalien weggespült, wobei nur das Chipdesign übrig bleibt. Je nach den Erfordernissen dieser Schicht können die Chemikalien nach dem Abwaschen gekocht, mit ionisiertem Plasma gestrahlt oder in Metalle gebadet werden. Jedes Chip-Design hat mehrere Schichten, sodass die Schritte der Photolithographie für jede Schicht mehrmals wiederholt werden, bis sie abgeschlossen sind.
12. Schließlich wird jeder Siliziumchip vom Wafer geschnitten.

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