To scenariusz, który zna każdy: używasz telefonu komórkowego do wyszukiwania informacji – adresu, numeru telefonu lub bardzo ważnej ciekawostki telewizyjnej – i urządzenie się zawiesza. Albo, co gorsza, całkowicie wyłącza. Prawdopodobnie problem na tym się nie kończy, ale nadal Cię dręczy, dopóki telefon nie zostanie naprawiony lub wymieniony. Co jest przyczyną?

Aby zrozumieć, co jest nie tak, trzeba najpierw zrozumieć, jak powstaje układ scalony telefonu komórkowego – mózg i element komunikacji całego telefonu. A żeby to zrozumieć, trzeba znać półprzewodniki i sposób ich wytwarzania.

Półprzewodniki to krystaliczne lub szkliste ciała stałe o charakterystycznych właściwościach elektrycznych. Charakteryzują się unikalnym przewodnictwem, plasującym się pomiędzy metalem a izolatorem. Ich właściwości elektryczne można modyfikować, aby umożliwić wzmocnienie i konwersję energii. Urządzenia wykorzystujące półprzewodniki przewodzą prąd łatwiej w jednym kierunku niż w drugim, charakteryzując się zmienną rezystancją i wrażliwością na światło lub ciepło.

Do produkcji urządzeń elektronicznych, takich jak telefon komórkowy, wytwarza się półprzewodniki do układów scalonych. Proces ten rozpoczyna się od jednego z najpowszechniejszych pierwiastków na Ziemi – krzemu. Krzem występuje głównie w piasku, a następnie jest rafinowany do 100% czystości, zanim będzie mógł być wykorzystany w produkcji. Absolutna przejrzystość jest niezbędna do produkcji układów scalonych, które działają prawidłowo. Nawet najmniejsza niedoskonałość może radykalnie wpłynąć na jakość wytwarzanego produktu.

Aby to osiągnąć, czysty krzem jest podgrzewany do stanu stopionego. Następnie do stopionego krzemu wprowadza się idealnie ustrukturyzowane „ziarno” krzemu. Właściwości chemiczne stopionego krzemu umożliwiają utworzenie wiązania chemicznego między zarodkiem a bryłą stałego krzemu, które można powoli wyciągać z krzemu w miarę jego stygnięcia, formując i krzepnąc wokół zarodka. Po zakończeniu procesu, gotowa część, blok, będzie naśladować właściwości fizyczne pierwotnej materii zarodkowej. Blok jest następnie starannie cięty na cienkie płytki.

Po zakończeniu wszystkich etapów produkcji, na cały wafel nakładana jest ostateczna warstwa ochronna. Przy tak małych wymiarach, nawet najmniejsza drobinka kurzu może zniszczyć funkcjonalność całego układu scalonego.1 Aby to osiągnąć, konieczne jest zapewnienie nieskazitelnych warunków pracy; stąd wzięło się stworzenie „pomieszczenia czystego”.

Pomieszczenie czyste to kontrolowane środowisko, w którym wytwarzane są produkty. Pomieszczenia czyste definiuje się jako specjalnie skonstruowane, zamknięte przestrzenie, w których poziom zanieczyszczeń w powietrzu jest ściśle kontrolowany pod względem zawartości cząstek stałych w powietrzu, temperatury, wilgotności, ciśnienia powietrza, wzorców przepływu powietrza, ruchu powietrza, wibracji, hałasu, organizmów żywych i oświetlenia.

Znaczenie Pomieszczenia czyste w produkcji półprzewodników

Poziom, w jakim te cząstki muszą zostać usunięte, zależy od wymaganych norm. Najczęściej stosowaną normą jest norma Międzynarodowej Organizacji Normalizacyjnej ISO 14644, która określa standardowe klasy czystości powietrza dla poziomów pyłów zawieszonych w powietrzu. pomieszczenia czyste i strefy czyste. Przestrzegane są surowe zasady i procedury, aby zapobiec zanieczyszczeniu produktu. 2 Bez skutecznej kontroli zanieczyszczenie może siać spustoszenie w produktach i procesach.