كيف أصنع شريحة تكنولوجية؟

1 إجابات
profile/بشرى-ابوسويلم
بشرى ابوسويلم
بكالوريوس في نظم المعلومات (٢٠١٢-٢٠١٦)
.
٢٨ ديسمبر ٢٠٢٠
قبل ٤ سنوات
تتكون الشرائح الاكترونية (الرقائق) من وحدات المعالجة والذاكرة للكمبيوتر الرقمي الحديث (انظر المعالجات الدقيقة ؛ ذاكرة الوصول العشوائي). صناعة الرقائق دقيقة للغاية وعادة ما يتم إجراؤها في غرفة نظيفة لأن التلوث المجهري قد يؤدي إلى خلل في الشريحة.

و تعد وحدة من دوائر الكمبيوتر المعبأة (تسمى عادةً دائرة متكاملة) يتم تصنيعها من مادة مثل السيليكون , تصنع الشرائح الاكترونية للبرامج و المعالجات و لذاكرة الكمبيوتر و رقائق ذاكرة الوصول العشوائي.

صنع الشريحة بنفسك هو امر خطير يحتاج للدقة و ونظافة المكان و عدم تعرضه للغبار, كما انه موضوع مكلف لذا فلا انصحك بعملها بنفسك, قم بطلب المساعدة من خبير.

اما طريقة صنع الشريحة الاكترونية فتتم عن طريق الخطوات التالية:

  1. يتعرض المقاوم للضوء للأشعة فوق البنفسجية التي تسطع من خلال لوحة او قناع ، مما يقوي المناطق المعرضة للضوء, ثم يتم حفر المناطق غير المكشوفة بواسطة الغازات الساخنة للكشف عن قاعدة ثاني أكسيد السيليكون ثم يتم حفر القاعدة وطبقة السيليكون على أعماق مختلفة.
  2. يتم بعد ذلك تجريد مقاوم الضوء تاركًا منظرًا ثلاثي الأبعاد على الرقاقة يكرر تصميم الدائرة في القناع, يمكن أيضًا تغيير التوصيل الكهربائي لأجزاء معينة من الرقاقة عن طريق تعاطي المنشطات بمواد كيميائية تحت الحرارة والضغط.
     يمكن تكرار الطباعة الحجرية الضوئية باستخدام أقنعة مختلفة ، متبوعة بمزيد من النقش والتشطيبات تستمر لمئات المرات لنفس الشريحة ، مما ينتج عنه دائرة متكاملة أكثر تعقيدًا في كل خطوة.
  3. و لإنشاء مسارات موصلة بين المكونات المحفورة في الرقاقة ، يتم تركيب طبقة رقيقة من المعدن(الالمنيوم) على الرقاقة بأكملها ثم يتم الحفر مرة أخرى لإزالة جميع المسارات باستثناء المسارات الرقيقة. 
  4. يتم اختبار كل شريحة على الرقاقة من أجل الأداء الصحيح ثم يتم فصلها عن الرقائق الأخرى على الرقاقة بواسطة المنشار.
  5.  يتم وضع الرقائق الجيدة للحفظ حتى استخدامها و توصيلها بالاجهزة ، ويتم تمييز الرقائق السيئة والتخلص منها.

ملاحظات:
الرقائق مصنوعة في مصانع تصنيع بمليارات الدولارات تسمى fabs. تقوم Fabs بصهر وتنقية الرمل لإنتاج سبائك السيليكون أحادية البلورة نقية بنسبة 99.9999٪. تقطع المناشير السبائك إلى رقائق يبلغ سمكها حوالي عشرة سنتات وقطرها عدة بوصات.
 يتم تنظيف وتلميع الرقائق ، ويتم استخدام كل واحدة لصنع رقائق متعددة, تتم هذه الخطوات كما ذكرت اعلاه في بيئة او غرفة نظيفة ، حيث يتم اتخاذ احتياطات شاملة لمنع التلوث بالغبار والمواد الغريبة الأخرى.

اما السيليكون فهو أشباه موصلات طبيعية, توصل الكهرباء كما يعمل كعازل, يمكن تغيير الخصائص الكهربائية للسيليكون عن طريق إضافة الشوائب ، وهي عملية تسمى المنشطات. هذه الخصائص تجعلها مادة مثالية لصنع الشرائح تسمى الترانزستورات, وهي أجهزة بسيطة تضخم الإشارات الكهربائية.

يوجد العديد من انواع الشرائح والرقائق منها المعالجات الدقيقة هي شرائح تقوم بإجراء الحسابات داخل معظم أجهزة الكمبيوتر التجارية, و رقائق الذاكرة التي تخزن المعلومات. اما معالجات الإشارات الرقمية فتستخدم للتحويل بين الإشارات التناظرية والرقمية .
و اخيرا الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيق عبارة عن شرائح ذات أغراض خاصة تستخدم في السيارات والأجهزة.


المصادر: https://www.appliedmaterials.com/how-make-chip
https://www.britannica.com/technology/computer-chip
https://www.computerworld.com/article/2576786/making-microchips.html