Während die Anzahl der Mikrochip-Entwickler weltweit auf Hunderte, wenn nicht Tausende geschätzt wird, die Hauptleiter werden nur von drei Dutzend großen Unternehmen «gestempelt». Und eine Reihe von Herstellern lädt ihre Fabriken ausschließlich durch Aufträge von Drittanbietern, ohne etwas unter ihrer eigenen Marke herzustellen.

Spezifik der Herstellung

Die Herstellung von Mikrochips ist eine komplexe Aufgabe, da sie aus fünf Hauptschritten besteht, jeder von denen viele kleine Operationen umfasst. Alles beginnt mit der mechanischen Bearbeitung von Halbleiterscheiben (meistens aus Silizium), die den höchsten Qualitätsstandards entsprechen müssen: richtige Geometrie und kristallographische Ausrichtung sowie eine hundertprozentige Oberflächenreinheit.

Die Reinheit wird durch sorgfältige chemische Behandlung (Naß- oder Gasätzen) erreicht, um die beschädigte Halbleiterschicht zu entfernen, falls vorhanden. Gereinigte Scheiben können sowohl Rohlinge für die weitere Produktion als auch nur Substrate sein.

In der zweiten Phase wird die Halbleiterschicht (wiederum Silizium) durch Abscheidung der Atome auf dem Substrat aufgewachsen. So wird eine neue Halbleiterschicht gebildet, die in ihrer kristallinen Struktur einem Substrat ähnelt. Man dotiert die aufgewachsene Halbleiterschicht zum Schutz vor nachfolgenden Verunreinigungen.

Die dritte Phase beinhaltet die Photolithographie des Reliefs auf der Scheibe und dann die Zugabe von elektrisch aktiven Verunreinigungen, um das Silizium in p – und n-Zonen zu trennen. Dies geschieht durch die Methode der thermischen Diffusion von Phosphor und Bor in eine Schicht aus kristallinem Silizium.

In der vierten Phase werden Kontakte und passive Elemente auf der Halbleiterscheibe gebildet. Durch Vakuumspritzen der dünnsten Metallschicht erzeugt man Spuren und durch Zugabe von Oxiden von speziellen Legierungen – Widerstände und Kondensatoren.

Moderne technologische Normen ermöglichen es, zusätzliche Schichten (3D-Architektur) über die Hauptschicht des Halbleiters aufzutragen, wonach alle obengenannten Verfahren wiederholt werden. Wenn alle notwendigen Schichten und Elemente auf den «Wafer» aufgetragen werden, wird sie erneut von Defekten und Verunreinigungen gereinigt und dann in einer Zentrifuge oder in einem Thermoschrank getrocknet.

In der letzten Phase werden die Halbleiterscheiben mit Sondenköpfen in speziellen Anlagen getestet und dann in einzelne Kristalle geschnitten. An den Kristallen werden Kontakte befestigt und all das wird zusammen in ein abgedichtetes Gehäuse verpackt. Die Fertigchips werden noch einmal getestet, um zu vermeiden, dass die Fehlstücke in den Verkauf kommen.