Без чого складно уявити існування сучасної людини? Звичайно, без сучасної техніки. Деякі речі так увійшли в наше життя, так приїлися. Інтернет, телевізор, мікрохвильовки, холодильники, пральні машини - без цього важко уявити сучасний світ і, звичайно, себе в ньому.
Який винахід надало прогресу найширші можливості?
Одне з найбільш незамінних відкриттів людини - технологія виробництва мікросхем.
Завдяки їй сучасна техніка має такі невеликі розміри. Вона компактна і зручна.
Всі ми знаємо, що в будинку може вміститися величезна кількість речей, що складаються з мікросхем. Багато з них поміщаються в кишені брюк і мають незначну вагу.
тернистий шлях
Щоб досягти результату і отримати мікросхему, вчені працювали довгі роки. Початкові схеми мали величезні за нинішніми мірками розміри, вони були більше і важче холодильника, при ом що сучасний холодильник не складається суцільно з складних і заплутаних схем. Нічого подібного! У ньому є одна маленька, але перевершує по своїй корисності старі і громіздкі. Відкриття викликало фурор, давши поштовх подальшому розвитку науки і техніки, прорив був зроблений. Устаткування для виробництва мікросхем випущено.
устаткування
Виробництво мікросхем є непростим завданням, але благо в людини є ті технології, які максимально спрощують задачу виробництва. Незважаючи на складність, щодня випускається величезна кількість мікросхем по всьому світу. Вони постійно вдосконалюються, набувають нові особливості і підвищені характеристики. Як же з'являються ці маленькі, але розумні системи? У цьому допомагає обладнання для виробництва мікросхем, про який, власне, йдеться далі.
При створенні мікросхем використовуються системи електрохімічного осадження, камери відмивання, лабораторні окислювальні камери, системи електроосадження міді, фотолітографічне та інше технологічне обладнання.
Фотолітографічне обладнання є найдорожчим і точним в машинобудуванні. Воно відповідає за створення зображень на кремнієвій підкладці для вироблення наміченої топології мікросхеми. На тонкий шар матеріалу наноситься фоторезист, згодом піддається опроміненню фотошаблоном і оптичною системою. В процесі роботи обладнання йде зменшення розмірів елементів малюнка.
У системах позиціонування провідну роль відіграє лінійний електродвигун і лазерний інтерферометр, що мають часто зворотний зв'язок. Але, наприклад, в технології, розробленої московської лабораторією «Амфора», такий зв'язок відсутній. Це вітчизняне обладнання має більш точне переміщення і плавне повторення по обидва боки, що виключає можливість люфту.
Спеціальні фільтри захищають маску від нагрівання, що виходить від області глибокого ультрафіолету, переносячи температуру за 1000 градусів протягом довгих місяців роботи.
Низькоенергетичними іони освоюють в нанесенні на багатошарові покриття. Раніше ця робота виконувалася виключно методом магнетронного розпилення.
Технологія виробництва мікросхем
Починається весь процес створення з підбору напівпровідникових кристалів. Найактуальнішим є кремній. Тонку напівпровідникову пластину начищають до виникнення дзеркального відображення в ній. Надалі обов'язковим етапом створення буде фотолітографія із застосуванням ультрафіолету при нанесенні малюнка. У цьому допомагає верстат для виробництва мікросхем.
Що таке мікросхема? Це такий багатошаровий пиріжок з тонких кремнієвих пластин. На кожну з них завдано певний малюнок. Цей самий малюнок і створюється на етапі фотолітографії. Пластини обережно поміщають в спеціальне обладнання з температурою понад 700 градусів. Після випалу їх промивають водою.
Процес створення багатошарової пластини займає до двох тижнів. Фотолітографію проводять численна кількість разів аж до досягнення необхідного результату.
Створення мікросхем в Росії
Вітчизняні вчені в цій галузі також мають власні технології виробництва цифрових мікросхем. По всій країні функціонують заводи відповідного профілю. На виході технічні характеристики мало чим поступаються конкурентам з інших країн. Віддають перевагу російським мікросхем в декількох державах. Все завдяки зафіксованої ціною, яка менше, ніж у західних виробників.
Необхідні складові випуску якісних мікросхем
Мікросхеми створюються в приміщеннях, обладнаних системами, контролюючими чистоту повітря. На всьому етапі створення спеціальні фільтри збирають інформацію і обробляють повітря, тим самим роблячи його чистішим, ніж в операційних. Працівники на виробництві носять спеціальні захисні комбінезони, які часто обладнані системою внутрішньої подачі кисню.
Виробництво мікросхем є прибутковим бізнесом. Хороші фахівці в цій області завжди затребувані. Практично вся електроніка функціонує за рахунок мікросхем. Ними оснащуються сучасні автомобілі. Космічні апарати не змогли б функціонувати без наявності в них мікросхем. Процес отримання регулярно вдосконалюється, якість поліпшується, можливості розширюються, термін придатності зростає. Мікросхеми будуть актуальні протягом довгих десятків, а то і сотень років. Головне їхнє завдання - приносити користь на Землі і поза нею.