Semiconductorii sunt un element mereu prezent în tehnologia modernă. Atunci când sunt judecate după capacitatea lor de a conduce electricitatea, aceste dispozitive se încadrează între conductori plini și izolatori. Ele sunt utilizate ca parte a unui circuit digital în calculatoare, radiouri, telefoane și alte echipamente.
Procesul de fabricație a semiconductorilor începe cu materialul de bază. Semiconductorii pot fi fabricați dintr-unul dintr-o duzină de astfel de materiale, inclusiv germaniu, arseniură de galiu și mai mulți compuși de indiu, cum ar fi antimoniură de indiu și fosfură de indiu. Cel mai popular material de bază este siliciul datorită costului scăzut de producție, procesării simple și intervalului de temperatură.
Folosind siliciul ca exemplu, procesul de fabricare a semiconductorilor începe cu producerea de plachete de siliciu. Mai întâi, siliciul este tăiat în napolitane rotunde folosind un ferăstrău cu vârf de diamant. Aceste napolitane sunt apoi sortate după grosime și verificate pentru deteriorări. O parte a plachetei este apoi gravată într-un produs chimic și lustruit ca oglindă pentru a îndepărta toate impuritățile și deteriorarea. Chips-urile sunt construite pe partea netedă.
Un strat de sticlă cu dioxid de siliciu este aplicat pe partea lustruită a plachetei de siliciu. Acest strat nu conduce electricitatea, dar ajută la pregătirea materialului pentru fotolitografie. Procesul de fabricație aplică, de asemenea, straturi de modele de circuit pe placă după ce aceasta a fost acoperită cu un strat de fotorezist, o substanță chimică sensibilă la lumină. Lumina este apoi strălucită printr-un reticul și o lentilă-mască, astfel încât modelul de circuit dorit să fie imprimat pe placă.
Modelul fotorezist este spălat folosind un număr de solvenți organici amestecați împreună într-un proces numit cenușare. Procesul are ca rezultat o napolitană care este tridimensională (3D). Napolitana este apoi spălată folosind substanțe chimice umede și acizi pentru a elimina orice contaminanți și reziduuri. Pot fi adăugate mai multe straturi prin repetarea întregului proces de fotolitografie.
Odată ce straturile au fost adăugate, zonele plachetei de siliciu sunt expuse la substanțe chimice pentru a le face mai puțin conductoare. Acest lucru se face folosind atomi de dopare pentru a înlocui atomii de siliciu în structura plachetei originale. Este dificil de controlat câți atomi de dopanță sunt implantați într-o zonă.
Sarcina finală în procesul de fabricație a semiconductorilor este acoperirea întregii suprafețe a plachetei într-un strat subțire de metal conductor. De obicei se folosește cuprul. Stratul de metal este apoi lustruit pentru a îndepărta substanțele chimice nedorite. Odată ce procesul de fabricație a semiconductorilor este terminat, semiconductorii finiți sunt testați temeinic.