| Computerchips, ook bekend als geïntegreerde circuits (IC's) of microchips, zijn gemaakt van een complexe combinatie van materialen, voornamelijk silicium . Hier is een uitsplitsing:
kernmaterialen:
* silicium (si): De basis van de meeste computerchips. Silicium is een halfgeleider, wat betekent dat het onder bepaalde omstandigheden elektriciteit kan leiden, waardoor transistoren en andere essentiële componenten kunnen worden gemaakt.
* silica (SiO2): Gebruikt om een isolerende laag op de siliciumwafer te vormen, waardoor verschillende elektrische circuits worden gescheiden.
* metalen: Verschillende metalen zoals aluminium, koper en goud worden gebruikt voor interconnects (draden) die elektrische signalen over de chip dragen.
* polysilicon: Een dunne laag silicium gebruikt voor poorten in transistoren, die de stroom van elektriciteit regelt.
Andere materialen:
* Diëlektrische materialen: Gebruikt om verschillende delen van de chip te isoleren, waardoor korte circuits worden voorkomen. Veel voorkomende voorbeelden zijn siliciumdioxide en hafniumoxide.
* doteermiddelen: Onzuiverheden toegevoegd aan het silicium om de geleidbaarheid ervan te beheersen. Fosfor en boor worden vaak gebruikte doteermiddelen.
* Encapsulatiematerialen: Gebruikt om de chip te beschermen tegen omgevingsfactoren zoals vocht en temperatuur.
productieproces:
1. Siliconenwafelbereiding: Een dun stuk zeer puur silicium is gepolijst en schoongemaakt.
2. Fotolithografie: Een patroon wordt op de wafel geprojecteerd, waardoor het circuit ontstaat.
3. etsen: Ongewenst materiaal wordt verwijderd, waardoor het gewenste patroon achterblijft.
4. doping: Onzuiverheden worden aan het silicium toegevoegd om de geleidbaarheid ervan te beheersen.
5. Metallisatie: Interconnectlagen worden afgezet, waardoor de bedrading wordt gecreëerd die de verschillende componenten verbindt.
6. verpakking: De chip is ingekapseld in een beschermende behuizing.
evolutie van chipmaterialen:
* Vroege chips: Gebruikte aluminium voor interconnects, die beperkingen hadden in termen van snelheid en dichtheid.
* moderne chips: Gebruik koper voor interconnects, biedt een betere geleidbaarheid en zorgt voor kleinere, snellere chips.
* Geavanceerd onderzoek: Onderzoekt nieuwe materialen zoals grafeen- en koolstofnanobuisjes voor potentiële toekomstige toepassingen.
De ingewikkelde combinatie van materialen en productieprocessen creëert de complexe en krachtige computerchips die onze moderne wereld aansturen. |
