Как и из чего делают микросхемы? Программы, методы, этапы, материалы

Работа по разработке электроники включает создание микросхем. Электронная плата строится на основе полупроводниковых кристаллов, чаще всего из кремния. На такой плате размещаются все необходимые элементы и их соединения.

Микросхема разрабатывается путем создания различных слоев, которые последовательно накладываются на полупроводниковую пластину. Поверхность пластины должна быть идеально ровной. Для этого ее полируют до зеркального блеска механическими или химическими методами.
Процесс проектирования и создания микросхемы состоит из логической и физической части.
Логическое проектирование начинается с написания кода на определенном языке программирования. Этот код должен в полной мере описывать процессы, которые происходят внутри микросхемы. Корректность кода проверяют при помощи программ поведенческого моделирования.
Этап физического производства начинается с создания послойного рисунка на основе логической схемы. Специалист определяет размер микросхемы и компоновку на ней различных элементов, проектирует цепи питания.
На основе составленного проекта создается микросхема. После этого ее проверяют при помощи специальных систем тестирования. Проверенная электронная схема передается на сборку готового изделия.

При разработке схем для электроники чаще всего используют кремниевые кристаллы. Их выращивают по методике Чохральского. В расплав кремния помещают небольшой цельный кусок из этого же материала. Его медленно вращают, в результате чего он постепенно вытягивается и застывает. В результате получается цилиндр, который нарезают на отдельные пластины нужной толщины. Для формирования p-n переходов в кремний добавляют дополнительные компоненты: мышьяк, бор, фосфор. Кремний — самый популярный, но не единственный вариант, из чего делают платы для микросхем. Также для производства может использоваться сапфир, углерод, германий, арсенид галлия. Каждый из этих материалов обладает определенными свойствами. Например, микросхемы из сапфирового монокристалла могут использоваться в силовой технике, работа которой связана с высокими токами. Микросхемы из германия более устойчивы к низким температурам, а галлиевые — подходят для работы на высоких частотах.

С особенностями разработки современных электронных устройств в нашей компании можете ознакомиться на странице:
Разработка электроники.