gebieden natuurkunde, chemie en wiskunde en
worden fotografische, lithografische en optische tech
nieken toegepast, waardoor de technologie van de
micro-elektronika, met zijn verreikende consequen
ties, mogelijk is geworden. Daarbij vormde de storm
achtige ontwikkeling in de ruimtevaart een belangrijke
stimulans. Een van de meest belangwekkende presta
ties van genoemde technologie is de ontwikkeling van
de chip of het geïntegreerde circuit.
In het volgende deel van dit artikel wordt hierop wat
dieper ingegaan, waarbij ik mij veel beperkingen opleg
om niet te gedetailleerd te worden. De vragen: wat is
nu eigenlijk een chip, hoe ziet hij er uit, hoe komt de
fabricage tot stand, wat kan een chip, wat zijn de
toepassingsmogelijkheden enz., zijn niet eenvoudig in
kort bestek te beantwoorden.
Voor de geïnteresseerde lezer is aan het eind van dit
artikel een uitgebreide literatuurverwijzing toege
voegd.
3. De fabricage van de chip
Het metaal silicium, in een bepaalde vorm (mono
kristallijn) en licht verontreinigd met barium, is een
halfgeleidende stof met eigenschappen die vergelijk
baar zijn met de eigenschappen van een transistor.
Door verontreiniging met een andere stof, bijv.
germanium, worden eigenschappen van toepassing,
die vergelijkbaar zijn met die van een diode. Een ver
binding van silicium met zuurstof (oxydatie naar Si02
of kwarts) heeft isolerende eigenschappen t.o.v. elek
trische lading.
Door inwerking van bepaalde stoffen in vloeibare of
dampvorm op silicium (diffusie van vreemde atomen)
kan men dus de eigenschappen van dit metaal naar
wens veranderen. Al naar gelang de keuze van de
vreemde stof, kan een diode, transistor, weerstand
e.d. worden geformeerd (zie fig. 2).
Fig. 2. Zeer sterke vergroting van een geheugenchip waarop de af
zonderlijke microtransistoren duidelijk zichtbaar zijn. Elke geheu
gencel Imicrotransistorl kan 1 bit aan informatie bevatten.
Als nu een aantal malen diffusie wordt toegepast
m.b.v. verschillende vreemde stoffen op schijfjes sili
cium en deze worden afgewisseld met isolerende
oxydatie, dan worden in laagjes op of in het silicium
verschillende componenten uit de elektronika aange
bracht.
Door nu elke laag of component in een verschillend
patroon aan te brengen en dit in de diepte ook te
variëren, ontstaat een vernuftig driedimensioneel
samenstel van verschillende elektronische componen
ten over, langs en door elkaar (zie fig. 3).
Aluminium verbindingsstrips
Fig. 3. Doorsnede van een in lagen opgebouwdeChip".
De volgende bewerking bestaat uit het aanbrengen
van een laagje aluminium op de siliciumschijf en het
leggen van contacten d.m.v. etspuntjes tussen de
verschillende siliciumverbindingen of elektronische
componenten. Dit werkt als een soort „bedrading"
en kan een stroomstootje, op een bepaald punt aan
gevoerd, doorgeven als een signaal naar een ander
punt. Er is op deze wijze een elektronisch circuit
gevormd.
Tegenwoordig is de micro-elektronika zo ver gevor
derd dat door toepassing van ets-, opdamp- en diffu
sietechnieken de verschillende lagen nog slechts een
dikte van enkele microns hebben, waarbij alle ge
wenste eigenschappen nog kunnen worden behou
den. De afmetingen bedragen nog slechts enkele
millimeters in het vierkant (zie fig. 4 en 5).
De fabricage van chips kan slechts tot stand komen
door gebruikmaking van een microscoop. Het ont
werp wordt gemaakt op een sterk vergrote schaal en
wordt veelal uitgevoerd door een computergestuurde
elektronische teken-/graveertafel. Door fotografische
verkleining is miniaturisering mogelijk. De bovenge
noemde verschillende patronen worden aangebracht
met miniatuur maskers, waarbij het fotografisch pro
ces van aanbrengen van lichtgevoelig materiaal, be
lichten, ontwikkelen, spoelen, fixeren en naspoelen
wordt gevolgd. Begin 1981 is zelfs de prestatie ge
leverd een superchip te construeren, die bestaat uit
450.000 tot integratie gebrachte componenten!
Het zal duidelijk zijn dat chipfabricage een uiterst
gevoelige, kwetsbare en hoog ontwikkelde technolo
gie is. Het afvalpercentage is erg hoog, nl. 40 tot
soms 100%. Dit wordt mede veroorzaakt doordat
gelijktijdig op één siliciumschijf met een diameter van
5 cm, afhankelijk van het ontworpen type, 250 tot
4000 identieke chips moeten worden gevormd.
De Nederlandse industrie beheerst deze technologie
niet dan bij hoge uitzondering. Daarom pleit de ,,Ad-
318
NGT GEODESIA 81
