सेमीकंडक्टर चिप्स कई सूक्ष्म परतों से बने होते हैं जो एक नाखून से भी छोटे और कागज से भी पतले होते हैं। सेमीकंडक्टर ऊंचा और सघन रूप से जमा होता है, जिससे ऊंची इमारतों के समान जटिल संरचनाएं बनती हैं।

ऐसी संरचनाएं बनाने के लिए, निम्नलिखित चरणों को कई बार दोहराया जाना चाहिए: लिथोग्राफी - एक पतली फिल्म और पैटर्निंग सर्किट के साथ एकल-क्रिस्टल सिलिकॉन वेफर (अर्धचालक के लिए कच्चा माल) के शीर्ष को कोटिंग करना, नक़्क़ाशी - अनावश्यक सामग्रियों को चुनिंदा रूप से हटाना, और फिर सतह की अशुद्धियों को साफ करना।

नक़्क़ाशी और सफाई प्रक्रियाओं के बाद, पतली फिल्म सर्किट को अलग करने, जोड़ने और संरक्षित करने का कार्य करती है। इसके बाद, हम पतली फिल्मों के निर्माण के लिए जमाव प्रक्रिया और अर्धचालक विद्युत गुण प्रदान करने के लिए आयन आरोपण प्रक्रिया की शुरुआत करेंगे।

जमाव प्रक्रिया: वेफर पर पतली फिल्म लगाना

शब्द "पतली फिल्म" एक ऐसी फिल्म को संदर्भित करता है जो 1 माइक्रोन (माइक्रोन) या उससे पतली होती है, एक मोटाई जिसे सरल यांत्रिक प्रसंस्करण के माध्यम से प्राप्त नहीं किया जा सकता है। जमाव प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला है जिसमें वांछित आणविक या परमाणु स्तर की पतली फिल्मों के साथ वेफर को कोटिंग करना शामिल है। फिल्मों की अत्यंत पतली प्रकृति के कारण, फिल्मों को वेफर पर समान रूप से लगाने के लिए सटीक तकनीकों की आवश्यकता होती है।

निक्षेपण को सामान्यतः दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। ये दो प्रकार हैं भौतिक वाष्प जमाव (पीवीडी) और रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी)।

भौतिक वाष्प जमाव का उपयोग मुख्य रूप से रासायनिक प्रतिक्रियाओं को शामिल किए बिना धातु की फिल्मों को जमा करने के लिए किया जाता है। दूसरी ओर, रासायनिक वाष्प जमाव में गैस रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा गठित कण वाष्प में बाहरी ऊर्जा लागू करना शामिल है, और वाष्प को जमाव के लिए सतह पर छिड़का जाता है। इस तकनीक का उपयोग कंडक्टरों, इंसुलेटरों और अर्धचालकों पर पतली फिल्म जमा करने के लिए किया जा सकता है।

वर्तमान अर्धचालक प्रक्रियाओं में रासायनिक वाष्प जमाव सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली जमाव विधि है। उपयोग किए गए बाहरी ऊर्जा स्रोत के आधार पर इसे थर्मल सीवीडी, प्लाज्मा सीवीडी और फोटो-प्रेरित सीवीडी में वर्गीकृत किया जा सकता है। इनमें से, प्लाज्मा सीवीडी सबसे आम अनुप्रयोग है क्योंकि यह कम तापमान पर फिल्म बना सकता है, फिल्म की मोटाई की एकरूपता को नियंत्रित कर सकता है और उच्च मात्रा को संभाल सकता है।

जमाव प्रक्रिया के माध्यम से बनने वाली पतली फिल्म में दो परतें होती हैं: सर्किट के बीच विद्युत संकेतों को जोड़ने के लिए एक धातु (प्रवाहकीय) परत, और आंतरिक इंटरकनेक्ट परतों के बीच विद्युत अलगाव या दूषित पदार्थों को प्रवेश करने से रोकने के लिए एक इन्सुलेट परत।

आयन आरोपण: वेफर्स को अर्धचालक में बदलना।

इस बिंदु पर, अर्धचालक को विद्युत विशेषताएँ प्रदान करने के लिए अभी भी एक प्रक्रिया की आवश्यकता है। अर्धचालकों में कंडक्टर और इन्सुलेटर दोनों गुण होते हैं, और आयन प्रत्यारोपण अनिवार्य रूप से सिलिकॉन वेफर्स को अर्धचालक में बदलने की प्रक्रिया है। शुद्ध सिलिकॉन एक इन्सुलेटर है और बिजली का संचालन नहीं करता है, लेकिन अशुद्धियों का मिश्रण चालकता प्रदान करता है, जिससे यह विद्युत धाराओं को ले जाने में सक्षम होता है।

इन अशुद्धियों को आयन के रूप में जाना जाता है। इन आयनों को छोटे गैस जैसे कणों में परिवर्तित किया जाता है और फिर वेफर के सामने की ओर वांछित गहराई तक प्रत्यारोपित किया जाता है। उपयोग की गई अशुद्धियाँ आवर्त सारणी के 15वें समूह (पी, फॉस्फोरस; एएस, आर्सेनिक) या 13वें समूह (बी, बोरान) से आती हैं। 15वें समूह के तत्वों को प्रत्यारोपित करने से एक एन-प्रकार अर्धचालक (इलेक्ट्रॉन-प्रकार) बनता है, जबकि 13वें समूह के तत्वों को प्रत्यारोपित करने से एक पी-प्रकार अर्धचालक (छेद-प्रकार) बनता है।

जमाव प्रक्रिया महत्वपूर्ण है क्योंकि जमा फिल्मों की मोटाई और एकरूपता अर्धचालक की गुणवत्ता निर्धारित करती है। भविष्य के अर्धचालक सर्किट संरचनाओं की मोटाई मानव बाल की तुलना में लाखों गुना पतली होगी। इन सर्किटों में विद्युत गुण होने के लिए, पतली और अधिक समान पतली फिल्में उत्पन्न करने के लिए अधिक उन्नत जमाव तकनीकों की आवश्यकता होती है।

अगले लेख में, हम धातु इंटरकनेक्ट के बारे में जानेंगे, जिसका उद्देश्य ऑक्सीकरण, फोटोलिथोग्राफी, नक़्क़ाशी और जमाव प्रक्रियाओं के माध्यम से उत्पन्न तत्वों को जोड़ना और सर्किट बनाना है।