Hoe worden chips gemaakt? Miljardenindustrie onder de loep

Vervolgstappen: etsen, doteren en opdampen

Het bewerken van het onderliggende silicium kan een aantal vormen aannemen, al naar gelang de gewenste structuur waaraan gewerkt wordt. De eenvoudigste vorm is een depositiestap, waarbij een laagje materiaal op de wafer wordt aangebracht. Waar de wafer niet afgeschermd is, kan dat laagje zich aan het silicium hechten en waar nog siliciumdioxide zit, kan dat niet. Het materiaal kan van die plaatsen makkelijk in een schoonmaakstap verwijderd worden. De materialen in de depositiestappen kunnen onder meer met dampafzetting worden aangebracht, waarbij weer onderscheid wordt gemaakt tussen chemische en fysische depositie.

Een andere stap kan het doteren van het onderliggende silicium zijn. Silicium is een halfgeleider, maar voor transistors zijn verontreinigingen nodig die van silicium een n-type- of p-typehalfgeleider maken. Dergelijke verontreiningen worden in de vorm van vreemde atomen, bijvoorbeeld fosfor of boor, in het silicium gebracht. Dit doteren gebeurt meestal met een bombardement van ionen of door diffusie.

Tussen elke twee ets-, depositie- of doteringsstappen moet weer een laagje oxide aangebracht worden om bestaande structuren te beschermen. Daarom kost het maken van een enkele laag transistors vele stappen. Een complete chip heeft honderden stappen en tientallen maskers nodig voordat hij gereed is.

Metaallagen in chip Het produceren van de transistors zelf wordt het front-end-of-lineproces of FEOL genoemd. De transistors moeten echter ook aangestuurd en aangesloten kunnen worden, zowel onderling als naar buiten toe. Daartoe is een aantal metaallagen nodig, die transistors op verschillende niveaus met elkaar of met de externe pinnen verbinden. De productie van deze lagen wordt de BEOL of back-end-of-lineproductie genoemd. Zo zijn er voor transistors al drie aansluitingen nodig: voor de gate-elektrodes, voor de source-elektrodes en voor de drain-elektrodes.