集成電路制造涉及到什么(Involved in Integrated Circuit Fabrication)？

集成電路制造涉及在通常由硅制成的襯底層上形成非常薄的半導體材料表面層的過程，這種材料可以在原子水平上進行化學改變，從而產生各種類型的電路元件的功能，包括晶體管、電容器、電阻和二極管是對以前的電路設計的一個進...

集成電路制造涉及在通常由硅制成的襯底層上形成非常薄的半導體材料表面層的過程，這種材料可以在原子水平上進行化學改變，從而產生各種類型的電路元件的功能，包括晶體管、電容器、電阻和二極管是對以前的電路設計的一個進步，以前的電路設計是將電阻、晶體管等的單個元件手工連接到一個連接的試驗板上，形成復雜的電路。集成電路制造過程中使用的元件非常小，以至于在幾平方厘米的面積內可以制造出數十億個元件2011年，通過各種光刻和蝕刻工藝在微芯片制造廠。

現代電路的組件不再需要單獨制造，以后再組裝在一起。集成電路或IC芯片實際上是一層半導體材料，所有電路組件在一系列的制造過程中相互連接，因此所有的元件不再需要單獨制造和以后組裝。最早的微芯片集成電路是1959年生產的，是幾十個電子元件的粗略組裝。集成電路的復雜程度然而，制造業呈指數級增長，到20世紀60年代，集成電路芯片上有成百上千個元件，到1969年第一個真正的微處理器誕生時，就有數千個元件。截至2011年，電子電路的IC芯片長或寬只有幾厘米，可以容納數百萬個晶體管、電容器，以及其他電子元件截至2011年，計算機系統的微處理器和內存模塊（主要包含晶體管）是最復雜的IC芯片形式，每平方厘米可以有數十億個元件。

集成電路的發展意味著幾個元件不再需要單獨制造然后再組裝。由于集成電路制造中的元件非常小，制造它們的唯一有效方法是使用化學蝕刻工藝，在晶圓表面從暴露在光線下發生反應。為電路制作一個掩模或某種圖案，光線通過它照射到涂有一層光刻膠材料的晶圓表面上。這種掩模允許圖案蝕刻到晶圓光刻膠中，然后在高溫下烘烤以固化圖案。然后將光刻膠材料暴露在溶解溶液中，根據光刻膠材料是正的還是負的化學反應物，可以去除表面的輻照區或掩模區。還剩下什么后面是一層很細的互連元件層，其寬度與所用光的波長相同，既可以是紫外光，也可以是x射線。在掩蔽之后，集成電路制造包括摻雜硅或將通常是磷或硼原子的單個原子注入材料表面，使晶體上的局部區域產生正電荷或負電荷，這些帶電區域稱為P區和N區，在它們相遇的地方，它們形成一個傳輸結，形成一個稱為PN結的通用電氣元件截至2011年，對于大多數集成電路來說，這種結寬約為1000至100納米，這使得每個PN結的大小約為人體紅血球的大小，約為100納米寬，使結成為晶體管、電阻器、電容器或二極管的可能。由于集成電路中元件和元件之間的連接非常精細，當工藝發生故障，出現故障元件時，整個晶圓必須被扔掉，因為它無法修復。到2011年為止，大多數現代集成電路芯片都是由多層集成電路組成的，這些集成電路層層疊疊，相互連接，從而制造出最終的芯片，并賦予它更多的處理能力，這一質量控制水平被提升到了一個更高的水平電源。在每個電路層之間還必須放置絕緣層和金屬互連層，以使電路工作可靠。雖然在集成電路制造過程中會產生許多不合格芯片，作為最終產品通過電氣測試和顯微鏡檢查的產品非常有價值，這使得這一過程非常有利可圖。截至2011年，集成電路幾乎控制了所有現代電子設備的使用，從電腦、手機到電視、音樂播放器等消費電子產品，它們也是汽車和飛機控制系統以及其他數字設備的重要組成部分，這些設備為用戶提供一定程度的編程能力，從數字鬧鐘到環境恒溫器。

SIM卡，一種集成電路。