チップ IC LSI

   


 ここでは、半導体集積回路のこと。半導体チップと呼ぶ。

 集積回路をICと言い、大規模集積がなされたものをLSIと呼ばれるが、線引きはないので、総称「チップ」。

 アメリカ西海岸の一部の地域で盛んに製造された。チップの原料がシリコン(珪素)であるため、その場所を「シリコンバレー」とニックネームされたことは有名。

 チップのほぼすべての原材料が純度の高い珪素(わずかだがゲルマニウムもある。)である。高い純度の珪素固形物を得るため、鍾乳石のように、結晶を成長させて、薄く輪切りにする。これをシリコンウエハーと呼ぶ。私が高校で習ったことは、シリコンの一番外側を回る電子は4つであり、結晶として、固く結合している。そこへ、わずかに、外側の電子が3つの元素や、5つの元素を混ぜる。つまり、非常に純度は高いが、計算された割合で不純物が入れられる。ここで、余った、あるいは、足りない結晶上の電子が「キャリア」、後者を「ホール」として利用され、イオンのように、電荷を帯びているように振る舞う。キャリアは電子の「マイナス電荷」が、ホールは足りない分の「プラス電荷」があるように見える。 この2種類を組み合わせ、ダイオードやトランジスター、電界効果トランジスタ、トライアック、ダイアックなどが作られた。

 シリコンウエハーに薬品を塗り、上から、電子回路を構成できるようなパターンが焼き込まれたフイルムを通し、ウエハーに光を照射する。すると、光が当たった部分だけ、化学反応で性質が変わる。洗い流して取り除いたり、その部分を絶縁体とする。数枚に別のパターンを焼き込み、重ねあわせることにより、極小の抵抗器、コンデンサー、コイル、トランジスター等を作ることができる。作成パターン図はある程度大きくても、レンズで縮小して、焼かれるので、極小の集積回路が可能となる。

 トランジスター、抵抗、等の基幹電子部品の説明はここのサイトの理解の範囲ではないので省く。