Sirut, jotka tunnetaan myös mikropiireinä, ovat puolijohdelaitteiden yleinen termi. Tämä tarkoittaa piisiruja, jotka sisältävät integroituja piirejä pienikokoisina, ja ne ovat osa tietokoneita tai muita elektronisia laitteita. Kiekolla tarkoitetaan piikiekkoa, jota käytetään integroitujen piipuolijohdepiirien valmistuksessa. Pyöreän muodon vuoksi sitä kutsutaan kiekkoksi. Piikiekko käsitellään kiekon muodostamiseksi ja pakataan sitten siruksi.
Prosessin vaiheet kiekkojen tekemiseksi siruiksi
Mukaan lukien Apple A12 ja Huawei Kirin 980, riippumatta siitä, kuinka pitkälle kehitetty siruvalmistus on, sen valmistusmenetelmät voidaan tiivistää neljään perusprosessiin, nimittäin 'kuviointiprosessiin', 'ohutkalvoprosessiin', 'dopingprosessiin' ja 'lämpökäsittelyprosessiin'.
a. Sirutuotantoprosessin kuviointiprosessi
Kuviointiprosessi on sarja käsittelytekniikoita kuvioiden luomiseksi kiekkoon ja pintakerrokseen. Yhdessä yllä olevaan laitesuunnittelua koskevaan lausuntoon kuviointiprosessi on olennaisesti 'perustuksen' (kiekko) 'pitting' (kaiverrus) ja eri 'rakennusten' (laitteiden) 'käyttöasteen' (koko ja sijainti) rajaaminen. Koska tämä prosessi määrittää laitteen avaimen - koon (eli xx-nanosirun, jota usein sanomme), siitä on tullut kriittisin prosessi sirun valmistuksessa. Avainsana kuviointiprosessille on 'veistämällä kuvan mukaan'. Tähän perusprosessiluokkaan kuuluvat myös usein kuulemamme naamiot ja fotolitografia.
b. Ohutkalvoprosessi sirun tuotantoprosessissa
Tämän käsityön ydinsisältö on kerrosten lisääminen, eikä tätä prosessia ole vaikea ymmärtää. Sirujen valmistus itsessään on 'rakennus', joten kun tontti on rajattu, rakennuksen rakentaminen on ehdottomasti kustannustehokkaampaa kuin bungalowin rakentaminen, ja 'rakentamisen' tehtävä on myös vahvempi. Aivan kuten rakennuksessa voidaan käyttää erilaisia kerroksia erilaisten funktionaalisten väliseinien aikaansaamiseksi ja tilan käytön laajentamiseksi, ohutkalvoteknologia voi lisätä kerroksia sirun 'rakennukseen' ja tarjota kalvoja johtamista, eristämistä ja lisäkuviointia varten jokaiselle kerrokselle. Ohutkalvotekniikan avainsana on 'add-on-demand layers'. Prosessit, kuten pinnoitus, sputterointi, CVD/PCD ja galvanointi, joita näemme usein, kuuluvat kaikki tähän luokkaan.
c. Sirun valmistusprosessin dopingprosessi
Rakennukselta maa-alueen rajaamisen ja talojen rakentamisen yhteydessä tarvitaan erilaisia tukiputkistoja, vesiasennusta, sähkönohjauslaitteita ja erilaisia toiminnallisia laitteita vastaavien toimintojen toteuttamiseksi. Integroiduissa piireissä luotamme erilaisiin laitteisiin. Näitä laitteita ei voida toteuttaa pelkästään 'teräsbetonilla' (kiekot ja kalvot), vaan niihin on rakennettava joitain 'ohjausyksiköitä'. Ja tämä on dopingprosessi, joka muodostaa PN-liitoksen luomalla alueen, jossa on runsaasti elektroneja (N varauksenkuljettajia) tai elektronireikiä (P-varauksenkuljettajia) kiekon pintaan. Valvontalaitteiden (dopingmateriaalien) lisääminen (siruun) rakennuksen täydellisen toiminnan toteuttamiseksi, avainsana on 'ohjaus'. Prosessit, kuten ioni-istutus, lämpödiffuusio ja solid-state diffuusio, kuuluvat tähän luokkaan.
d. Hakkeen tuotantoprosessin lämpökäsittelyprosessi
Talon rakennusprosessissa tarvitaan aina erilaisten materiaalien kuivaus-, jäähdytys- ja kuivausprosesseja niiden lisäämisen jälkeen. Näiden prosessien ydintarkoituksena on stabiloida nämä materiaalit mahdollisimman pian, esimerkiksi kuivaamalla erilaisia liimoja, jotta ne tarttuvat kiinni. Silloin tavarat eivät putoa myöhemmän käytön aikana. Tämäntyyppinen prosessi olennaisesti lämmittää tai jäähdyttää materiaalia tietyn tuloksen saavuttamiseksi, jota kutsutaan kiekkojen valmistuksessa lämpökäsittelyprosessiksi, ja avainsana on 'stabiili'.
