Datorchips, även kända som integrerade kretsar (ICS) eller mikrochips, är gjorda av en komplex kombination av material, främst
kisel . Här är en uppdelning:
kärnmaterial:
* kisel (SI): Grunden för de flesta datorchips. Silicon är en halvledare, vilket innebär att den kan leda el under vissa förhållanden, vilket möjliggör skapandet av transistorer och andra väsentliga komponenter.
* kiseldioxid (SiO2): Används för att bilda ett isolerande skikt på kiselskivan och separera olika elektriska kretsar.
* metaller: Olika metaller som aluminium, koppar och guld används för sammankopplingar (ledningar) som bär elektriska signaler över chipet.
* Polysilicon: Ett tunt skikt av kisel som används för grindar i transistorer, kontroll av elflödet.
Andra material:
* dielektriska material: Används för att isolera olika delar av chipet och förhindra kortkretsar. Vanliga exempel inkluderar kiseldioxid och hafniumoxid.
* dopanter: Föroreningar som läggs till kisel för att kontrollera dess konduktivitet. Fosfor och bor används vanligtvis dopanter.
* inkapslingsmaterial: Används för att skydda chipet från miljöfaktorer som fukt och temperatur.
Tillverkningsprocess:
1. Silicon Wafer -förberedelse: En tunn skiva mycket rent kisel är polerat och rengjort.
2. fotolitografi: Ett mönster projiceras på skivan och skapar kretsarna.
3. etsning: Oönskat material avlägsnas och lämnar det önskade mönstret.
4. doping: Föroreningar läggs till kisel för att kontrollera dess konduktivitet.
5. Metallisering: Samkonditioneringslager deponeras, vilket skapar ledningar som ansluter de olika komponenterna.
6. Förpackning: Chipet är inkapslat i ett skyddande hus.
Utveckling av chipmaterial:
* Tidiga chips: Använde aluminium för sammankopplingar, som hade begränsningar när det gäller hastighet och densitet.
* Moderna chips: Använd koppar för sammankopplingar, erbjuda bättre konduktivitet och möjliggöra mindre, snabbare chips.
* Avancerad forskning: Utforskar nya material som grafen och kolananorör för potentiella framtida applikationer.
Den komplicerade kombinationen av material och tillverkningsprocesser skapar de komplexa och kraftfulla datorchips som driver vår moderna värld.
