Computerchips, også kendt som integrerede kredsløb (ICS) eller mikrochips, er lavet af en kompleks kombination af materialer, primært
silicium . Her er en sammenbrud:
Kernematerialer:
* silicium (SI): Grundlaget for de fleste computerchips. Silicon er en halvleder, hvilket betyder, at den kan udføre elektricitet under visse betingelser, hvilket muliggør oprettelse af transistorer og andre vigtige komponenter.
* silica (SiO2): Bruges til at danne et isolerende lag på siliciumskiven, der adskiller forskellige elektriske kredsløb.
* Metaller: Forskellige metaller som aluminium, kobber og guld bruges til sammenkoblinger (ledninger), der bærer elektriske signaler over chippen.
* polysilicon: Et tyndt lag silicium, der bruges til porte i transistorer, der kontrollerer strømmen af elektricitet.
Andre materialer:
* Dielektriske materialer: Bruges til at isolere forskellige dele af chippen, hvilket forhindrer kortslutninger. Almindelige eksempler inkluderer siliciumdioxid og hafniumoxid.
* Dopingmidler: Urenheder føjet til silicium for at kontrollere dens ledningsevne. Fosfor og bor bruges ofte dopingmidler.
* Indkapslingsmaterialer: Bruges til at beskytte chippen mod miljøfaktorer som fugt og temperatur.
Fremstillingsproces:
1. En tynd skive af meget ren silicium poleres og rengøres.
2. Fotolitografi: Et mønster projiceres på skiven og skaber kredsløb.
3. ætsning: Uønsket materiale fjernes, hvilket efterlader det ønskede mønster.
4. Doping: Urenheder føjes til silicium for at kontrollere dens ledningsevne.
5. Metallisering: Forbindelseslag deponeres, hvilket skaber ledningerne, der forbinder de forskellige komponenter.
6. Emballage: Chippen er indkapslet i et beskyttelseshus.
Udvikling af chipmaterialer:
* Tidlige chips: Brugt aluminium til sammenkoblinger, der havde begrænsninger med hensyn til hastighed og densitet.
* Moderne chips: Brug kobber til sammenkoblinger, tilbyder bedre ledningsevne og giver mulighed for mindre, hurtigere chips.
* Avanceret forskning: Udforsker nye materialer som Graphene og Carbon Nanotubes til potentielle fremtidige applikationer.
Den komplicerede kombination af materialer og fremstillingsprocesser skaber de komplekse og kraftfulde computerchips, der driver vores moderne verden.
