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

集成电路制造涉及在通常由硅制成的衬底层上形成非常薄的半导体材料表面层的过程，这种材料可以在原子水平上进行化学改变，从而产生各种类型的电路元件的功能，包括晶体管、电容器、电阻和二极管是对以前的电路设计的一个进步，以前的电路设计是将电阻、晶体管等的单个元件手工连接到一个连接的试验板上，形成复杂的电路。集成电路制造过程中使用的元件非常小，以至于在几平方厘米的面积内可以制造出数十亿个元件2011年，通过各种光刻和蚀刻工艺在微芯片制造厂。现代电路的组件不再需要单独制造，以后再组装在一起。集成电路或IC芯片实际上是一层半导体材料，所有电路组件在一系列的制造过程中相互连接，因此所有的元件不再需要单独制造和以后组装。最早的微芯片集成电路是1959年生产的，是几十个电子元件的粗略组装。集成电路的复杂程度然而，制造业呈指数级增长，到20世纪60年代，集成电路芯片上有成百上千个元件，到1969年第一个真正的微处理器诞生时，就有数千个元件。截至2011年，电子电路的IC芯片长或宽只有几厘米，可以容纳数百万个晶体管、电容器，以及其他电子元件截至2011年，计算机系统的微处理器和内存模块（主要包含晶体管）是最复杂的IC芯片形式，每平方厘米可以有数十亿个元件。集成电路的发展意味着几个元件不再需要单独制造然后再组装。由于集成电路制造中的元件非常小，制造它们的唯一有效方法是使用化学蚀刻工艺，在晶圆表面从暴露在光线下发生反应。为电路制作一个掩模或某种图案，光线通过它照射到涂有一层光刻胶材料的晶圆表面上。这种掩模允许图案蚀刻到晶圆光刻胶中，然后在高温下烘烤以固化图案。然后将光刻胶材料暴露在溶解溶液中，根据光刻胶材料是正的还是负的化学反应物，可以去除表面的辐照区或掩模区。还剩下什么后面是一层很细的互连元件层，其宽度与所用光的波长相同，既可以是紫外光，也可以是x射线。在掩蔽之后，集成电路制造包括掺杂硅或将通常是磷或硼原子的单个原子注入材料表面，使晶体上的局部区域产生正电荷或负电荷，这些带电区域称为P区和N区，在它们相遇的地方，它们形成一个传输结，形成一个称为PN结的通用电气元件截至2011年，对于大多数集成电路来说，这种结宽约为1000至100纳米，这使得每个PN结的大小约为人体红血球的大小，约为100纳米宽，使结成为晶体管、电阻器、电容器或二极管的可能。由于集成电路中元件和元件之间的连接非常精细，当工艺发生故障，出现故障元件时，整个晶圆必须被扔掉，因为它无法修复。到2011年为止，大多数现代集成电路芯片都是由多层集成电路组成的，这些集成电路层层叠叠，相互连接，从而制造出最终的芯片，并赋予它更多的处理能力，这一质量控制水平被提升到了一个更高的水平电源。在每个电路层之间还必须放置绝缘层和金属互连层，以使电路工作可靠。虽然在集成电路制造过程中会产生许多不合格芯片，作为最终产品通过电气测试和显微镜检查的产品非常有价值，这使得这一过程非常有利可图。截至2011年，集成电路几乎控制了所有现代电子设备的使用，从电脑、手机到电视、音乐播放器等消费电子产品，它们也是汽车和飞机控制系统以及其他数字设备的重要组成部分，这些设备为用户提供一定程度的编程能力，从数字闹钟到环境恒温器。SIM卡，一种集成电路。