Ein Hersteller integrierter Schaltungen stellt elektronische Halbleiterschaltungen her, bei denen es sich um kleine elektronische Festkörperkomponenten handelt, die in Mobiltelefonen, Fernsehgeräten und vielen anderen elektronischen Geräten verwendet werden. Halbleiterbauelemente haben keine beweglichen Teile und bestehen aus Chips auf Siliziumbasis, die Rechen- und elektrische Verarbeitungsfähigkeiten bieten. Halbleiter ersetzten Mitte des 20. Jahrhunderts Vakuumröhren und frühe mechanische Computerschalter, wodurch Geräte sehr klein werden konnten und dennoch viel Rechenleistung enthalten.
Die Herstellung integrierter Schaltungen erfordert mehrere Schritte und sorgfältig kontrollierte Herstellungsbedingungen, um eine Kontamination zu verhindern. Der Hersteller integrierter Schaltkreise baut Reinräume mit sehr hoher Luftfilterung, um Staub und andere Verunreinigungen zu entfernen, die einen Schaltkreis ruinieren können. Die Mitarbeiter tragen Abdeckungen, die das Eindringen von Staub, Haut oder Haaren in den Prozessbereich verhindern, und entfernen und ersetzen diese Abdeckungen, wenn sie den Produktionsbereich verlassen und wieder betreten müssen.
Der erste Schritt bei der Herstellung integrierter Schaltungen besteht in der Herstellung von Siliziumwafern, die als Basis der Schaltung verwendet werden. Ein Hersteller integrierter Schaltungen oder ein externer Auftragnehmer reinigt Silizium aus natürlichem Sand und entfernt alle Verunreinigungen, um einen zylinderförmigen Kristall aus reinem Silizium zu erzeugen. Der Zylinder wird dann in dünne Wafer geschnitten, die einen Durchmesser von mehreren Zoll oder Zentimetern haben können. Diese Wafer werden chemisch gereinigt, und dann wird eine Seite auf eine spiegelähnliche Oberfläche poliert, die die Basis der integrierten Schaltung bildet.
Auf polierten Wafern wird dann reiner Sauerstoff in einem Prozess ausgesetzt, bei dem eine sehr dünne Siliziumdioxidschicht entsteht. Sauerstoff reagiert mit dem reinen Silizium auf dem Wafer, wodurch ein kleiner Teil des Siliziums auf der Waferoberfläche verbraucht wird. Das entstehende Siliziumdioxid ist molekular an das darunter liegende reine Silizium gebunden und wird später nur durch chemische Verarbeitung entfernt.
Die nächsten Schritte, die von einem Hersteller integrierter Schaltungen verwendet werden, sind ein wiederholter Prozess des Maskierens, Belichtens, Ätzens und Reinigens. Ein integrierter Schaltkreis ist ein elektronischer Schaltkreis, der aus dünnen Schichten elektrisch leitenden Materials besteht, die durch Schichten von Nichtleitern getrennt sind. Beim Maskieren wird eine Schablone oder ein Design der ersten Schaltungsschicht auf dem Siliziumwafer platziert.
Zuerst wird ein Material namens Photoresist auf die Waferoberfläche aufgebracht, mit der Maske darüber. Der Photoresist wird Licht ausgesetzt, das eine chemische Härtungsreaktion jedes belichteten Materials verursacht. Wenn die Maske entfernt wird, kann der ungehärtete Fotolack in einem als Ätzen bezeichneten Prozess entfernt werden.
Ein Hersteller integrierter Schaltungen wiederholt diese Schritte, indem er Schichten von Leitern oder Nichtleitern auf den Wafer hinzufügt, um elektronische Schaltkreise aufzubauen. Viele kleine integrierte Schaltungen werden gleichzeitig auf einem Wafer hergestellt und in späteren Schritten auseinandergeschnitten, sobald die Schaltungen fertiggestellt sind. Die letzten Schritte sind das Hinzufügen elektrischer Verbindungen zu den einzelnen Schaltkreisen, damit sie auf Leiterplatten platziert werden können, die in Computern und anderen elektronischen Geräten verwendet werden.