Ничего страшного на самом деле. Сначала вы получаете кучу кремния. Ведро с обычным пляжным песком содержит запас на всю жизнь, если вы собираетесь делать свои чипсы. На этой планете много кремния, но все это так раздражающе связано с кислородом. Вы должны разорвать эти связи, отказаться от несиликонового материала, а затем уточнить то, что осталось.
Вам нужен очень чистый кремний, чтобы делать полезные чипсы. Просто плавление оксида кремния в элементарный кремний не достаточно близко. Ведро с песком в основном состояло из диоксида кремния, но будут и другие минералы, кусочки раковин улитки (карбонат кальция), собачьи какашки и все остальное. Некоторые элементы из этого материала попадут в смесь расплавленного кремния. Чтобы избавиться от этого, существуют различные способы, большинство из которых связано с очень осторожным разрешением кристаллизации кремния при правильной температуре и скорости. Это приводит к выталкиванию большинства примесей перед границей кристаллизации. Если вы делаете это достаточно много раз, достаточное количество примесей выталкивается к одному концу слитка, а другой конец может быть достаточно чистым. Конечно, вы махаете мертвой рыбой над ней в полнолуние, думая только о чистых мыслях. Если позже выясняется, что ваши чипсы не годятся, то одна из возможностей состоит в том, что вы испортили этот шаг, используя неправильный вид рыбы, или что ваши мысли были недостаточно чисты. Если так, повторите с первого шага.
Как только у вас будет чистый кристаллический кремний, вы почти закончили, еще 100 шагов или около того, чтобы все было правильно. Теперь нарежьте свой чистый кремний на вафли. Может быть, это можно сделать с помощью настольной пилы или чего-то еще. Обратитесь в Sears, чтобы узнать, продают ли они лезвия для резки слитков кремния.
Затем отполируйте вафли так, чтобы они были очень гладкими. Все грубые вещи со стола пилы должны быть удалены. Желательно, чтобы получить его до длины волны или около того света. Ох, и не позволяйте кислороду на открытой поверхности. Вам придется затопить подвал инертным газом и задержать дыхание на долгое время, пока вы закончите полировку.
Далее вы разрабатываете чип. Это просто связывает кучу ворот на экране и запускает некоторое программное обеспечение. Либо потратьте несколько сотен долларов, либо сделайте свое, если у вас есть несколько десятков человеко-лет бесплатно. Вы, вероятно, можете сделать базовую систему макетов, но вам придется украсть некоторые коммерческие секреты, чтобы иметь возможность делать действительно хорошие вещи. Люди, которые разобрались с действительно умными алгоритмами, потратили на это много M $, поэтому не хотят раздавать все интересные вещи бесплатно.
Как только у вас есть макет, вы должны будете напечатать его в масках. Это похоже на обычную печать, за исключением мелких деталей на несколько порядков.
После того, как у вас есть маски для различных слоев и этапов фотолитографии, вы должны выставить их на пластину. Сначала вы намазываете фоторезист, следя за тем, чтобы он имел одинаковую толщину с точностью до доли длины волны света, который вы будете использовать. Затем вы выставляете и развиваете сопротивление. Это оставляет сопротивление на некоторых участках вашей пластины, а не на других, как указанная маска. Для каждого слоя, который вы хотите нарастить, вытравить или рассеять в чипе, вы применяете специальные химические вещества, обычно газы, при очень точно контролируемых температурах и времени. Да, и не забудьте выстроить маски для каждого слоя в одном и том же месте на пластине с точностью до нескольких сотен нм или лучше. Вам нужны действительно устойчивые руки для этого. Нет кофе в этот день. Ох, и запомни, кислорода нет.
После дюжины шагов маскировки ваши фишки почти готовы. Теперь вы, вероятно, должны проверить каждого из них, чтобы выяснить, какие из них попали на примеси или иным образом испортились. Нет смысла складывать их в пакеты. Для этого вам понадобятся действительно очень маленькие зондовые датчики. Старайтесь не дышать, поскольку вы держите дюжину зондов в их мишенях с точностью до нескольких микрометров на специальных контактных площадках, которые вы спроектировали в микросхемы для этой цели. Если вы уже выполнили этап пассивации, вы можете сделать это в атмосфере кислорода и перевести дух.
Почти сделано. Теперь вы порезали вафлю на чипсы, стараясь выбрасывать те, которые вы нашли ранее, не годящиеся. Может быть, вы можете разорвать их или увидеть их, но, конечно, вы не можете коснуться верхней части пластины.
Теперь у вас есть чипы, но вам все равно нужно как-то к ним подключиться. Пайка на кремнии создаст слишком много беспорядка, а у паяльников все равно не будет достаточно тонких наконечников. Обычно вы используете очень тонкие золотые провода, которые сварены точками между контактными площадками на чипе и внутренними контактами любой упаковки, которую вы решили использовать. Наденьте сверху и нанесите достаточно эпоксидной смолы, чтобы она оставалась закрытой.
Там, это не так плохо, не так ли?