1. Oor geïntegreerde stroombane
1.1 Die konsep en geboorte van geïntegreerde stroombane
Geïntegreerde stroombaan (IC): verwys na 'n toestel wat aktiewe toestelle soos transistors en diodes kombineer met passiewe komponente soos resistors en kapasitors deur 'n reeks spesifieke verwerkingstegnieke.
'n Stroombaan of stelsel wat volgens sekere stroombaanverbindings op 'n halfgeleier (soos silikon of verbindings soos galliumarsenied) "geïntegreer" is en dan in 'n dop verpak is om spesifieke funksies te verrig.
In 1958 het Jack Kilby, wat verantwoordelik was vir die miniaturisering van elektroniese toerusting by Texas Instruments (TI), die idee van geïntegreerde stroombane voorgestel:
"Aangesien alle komponente soos kapasitors, resistors, transistors, ens. van een materiaal gemaak kan word, het ek gedink dit sou moontlik wees om dit op 'n stuk halfgeleiermateriaal te maak en dit dan met mekaar te verbind om 'n volledige stroombaan te vorm."
Op 12 September en 19 September 1958 het Kilby die vervaardiging en demonstrasie van onderskeidelik die faseverskuiwing-ossillator en sneller voltooi, wat die geboorte van die geïntegreerde stroombaan aandui.
In 2000 is Kilby met die Nobelprys in Fisika bekroon. Die Nobelpryskomitee het eenkeer gesê dat Kilby “die grondslag vir moderne inligtingstegnologie gelê het”.
Die foto hieronder toon Kilby en sy geïntegreerde stroombaan patent:
1.2 Ontwikkeling van halfgeleiervervaardigingstegnologie
Die volgende figuur toon die ontwikkelingstadia van halfgeleiervervaardigingstegnologie: 
1.3 Geïntegreerde stroombaanbedryfsketting
Die samestelling van die halfgeleier-industrieketting (hoofsaaklik geïntegreerde stroombane, insluitend diskrete toestelle) word in die figuur hierbo getoon:
- Fabless: 'n Maatskappy wat produkte sonder 'n produksielyn ontwerp.
- IDM: Geïntegreerde Toestelvervaardiger, geïntegreerde toestelvervaardiger;
- IP: Kringmodulevervaardiger;
- EDA: Elektroniese Ontwerp Outomatiese, elektroniese ontwerp outomatisering, die maatskappy verskaf hoofsaaklik ontwerp gereedskap;
- Gietery; Wafergietery, verskaffing van skyfievervaardigingsdienste;
- Verpakking en toets gietery maatskappye: hoofsaaklik diens Fabless en IDM;
- Materiaal en spesiale toerusting maatskappye: verskaf hoofsaaklik die nodige materiaal en toerusting vir chip vervaardiging maatskappye.
Die belangrikste produkte wat met behulp van halfgeleiertegnologie vervaardig word, is geïntegreerde stroombane en diskrete halfgeleiertoestelle.
Die belangrikste produkte van geïntegreerde stroombane sluit in:
- Toepassingspesifieke standaardonderdele (ASSP);
- Mikroverwerker-eenheid (MPU);
- Geheue
- Toepassingspesifieke geïntegreerde stroombaan (ASIC);
- Analoog stroombaan;
- Algemene logiese kring (Logical Circuit).
Die belangrikste produkte van halfgeleier-diskrete toestelle sluit in:
- Diode;
- Transistor;
- Kragtoestel;
- Hoëspanning toestel;
- Mikrogolftoestel;
- Opto-elektronika;
- Sensor toestel (Sensor).
2. Geïntegreerde stroombaan vervaardigingsproses
2.1 Chipvervaardiging
Tientalle of selfs tienduisende spesifieke skyfies kan gelyktydig op 'n silikonwafel gemaak word. Die aantal skyfies op 'n silikonwafel hang af van die tipe produk en die grootte van elke skyfie.
Silikonwafels word gewoonlik substrate genoem. Die deursnee van silikonwafels het oor die jare toegeneem, van minder as 1 duim aan die begin tot die algemeen gebruikte 12 duim (sowat 300 mm) nou, en ondergaan 'n oorgang na 14 duim of 15 duim.
Chipvervaardiging word oor die algemeen in vyf fases verdeel: silikonwafelvoorbereiding, silikonwafelvervaardiging, skyfietoetsing/-pluk, samestelling en verpakking, en finale toetsing.
(1)Silikon wafer voorbereiding:
Om die grondstof te maak, word silikon uit sand onttrek en gesuiwer. 'n Spesiale proses produseer silikonblokke met gepaste deursnee. Die blokke word dan in dun silikonskyfies gesny om mikroskyfies te maak.
Wafers word volgens spesifieke spesifikasies voorberei, soos registrasierandvereistes en kontaminasievlakke.
(2)Silikon wafer vervaardiging:
Ook bekend as skyfievervaardiging, kom die kaal silikonwafel by die silikonwafelvervaardigingsaanleg aan en gaan dan deur verskeie skoonmaak-, filmvorming-, fotolitografie-, ets- en dopingstappe. Die verwerkte silikonwafel het 'n volledige stel geïntegreerde stroombane wat permanent op die silikonwafel geëts is.
(3)Toets en seleksie van silikonwafers:
Nadat die vervaardiging van silikonwafels voltooi is, word die silikonwafels na die toets-/sorteerarea gestuur, waar individuele skyfies ondersoek en elektries getoets word. Aanvaarbare en onaanvaarbare skyfies word dan uitgesorteer, en defekte skyfies word gemerk.
(4)Montering en verpakking:
Nadat die wafers getoets/sorteer is, gaan die wafers in die samestelling en verpakkingstap om die individuele skyfies in 'n beskermende buisverpakking te verpak. Die agterkant van die wafer word gemaal om die dikte van die substraat te verminder.
'n Dik plastiekfilm word aan die agterkant van elke wafer vasgemaak, en dan word 'n diamantpuntsaaglem gebruik om die skyfies op elke wafel langs die skribbellyne aan die voorkant te skei.
Die plastiekfilm aan die agterkant van die silikonwafer keer dat die silikonskyfie nie afval nie. In die monteeraanleg word die goeie skyfies gedruk of ontruim om 'n monteerpakket te vorm. Later word die skyfie in 'n plastiek- of keramiekdop verseël.
(5)Finale toets:
Om die funksionaliteit van die skyfie te verseker, word elke verpakte geïntegreerde stroombaan getoets om aan die vervaardiger se elektriese en omgewingskenmerkparametervereistes te voldoen. Na finale toetsing word die skyfie na die kliënt gestuur vir montering op 'n toegewyde plek.
2.2 Prosesafdeling
Geïntegreerde stroombaan vervaardigingsprosesse word oor die algemeen verdeel in:
Voorkant: Die front-end proses verwys oor die algemeen na die vervaardigingsproses van toestelle soos transistors, hoofsaaklik insluitend die vormingsprosesse van isolasie, hekstruktuur, bron en drein, kontakgate, ens.
Agterkant: Die agterkantproses verwys hoofsaaklik na die vorming van interkonneksielyne wat elektriese seine na verskeie toestelle op die skyfie kan oordra, hoofsaaklik insluitend prosesse soos diëlektriese afsetting tussen interkonneksielyne, metaallynvorming en loodkussingvorming.
Middelstadium: Ten einde die werkverrigting van transistors te verbeter, gebruik gevorderde tegnologie nodusse na 45nm/28nm hoë-k-hek-diëlektrika en metaalhekprosesse, en voeg vervangingshekprosesse en plaaslike interkonneksieprosesse by nadat die transistorbron- en dreinstruktuur voorberei is. Hierdie prosesse is tussen die front-end proses en die back-end proses, en word nie in tradisionele prosesse gebruik nie, daarom word hulle middelstadiumprosesse genoem.
Gewoonlik is die kontakgat voorbereidingsproses die skeidslyn tussen die voorkantproses en die agterkantproses.
Kontak gat: 'n gat wat vertikaal in die silikonwafel geëts is om die eerste-laag metaalverbindingslyn en die substraattoestel te verbind. Dit is gevul met metaal soos wolfram en word gebruik om die toestelelektrode na die metaalverbindingslaag te lei.
Deur Gat: Dit is die verbindingspad tussen twee aangrensende lae metaalverbindingslyne, geleë in die diëlektriese laag tussen die twee metaallae, en is oor die algemeen gevul met metale soos koper.
In 'n breë sin:
Front-end proses: In 'n breë sin moet vervaardiging van geïntegreerde stroombaan ook toetsing, verpakking en ander stappe insluit. In vergelyking met toetsing en verpakking, is komponent- en interkonneksie-vervaardiging die eerste deel van geïntegreerde stroombaan-vervaardiging, wat gesamentlik na verwys word as front-end-prosesse;
Back-end proses: Toetsing en verpakking word back-end-prosesse genoem.
3. Bylaag
SMIF: Standaard meganiese koppelvlak
AMHS: Geoutomatiseerde materiaal oorhandigingstelsel
OHT: Oorhoofse takel-oordrag
FOUP: Unified Pod met vooropening, eksklusief vir 12 duim (300 mm) wafers
Nog belangriker,Semicera kan verskafgrafiet dele, sagte/rigiede vilt,silikonkarbiedonderdele, CVD silikonkarbiedonderdele, enSiC/TaC-bedekte delemet volle halfgeleier proses in 30 dae.Ons sien opreg daarna uit om u langtermynvennoot in China te word.
Postyd: 15 Aug. 2024