1. Par integrālajām shēmām
1.1 Integrālo shēmu jēdziens un rašanās
Integrētā shēma (IC): attiecas uz ierīci, kas apvieno aktīvās ierīces, piemēram, tranzistorus un diodes, ar pasīvām sastāvdaļām, piemēram, rezistoriem un kondensatoriem, izmantojot virkni īpašu apstrādes paņēmienu.
Ķēde vai sistēma, kas ir “integrēta” uz pusvadītāju (piemēram, silīcija vai savienojumu, piemēram, gallija arsenīda) plāksnītes saskaņā ar noteiktiem ķēžu starpsavienojumiem un pēc tam iepakota apvalkā, lai veiktu noteiktas funkcijas.
1958. gadā Džeks Kilbijs, kurš bija atbildīgs par Texas Instruments (TI) elektronisko iekārtu miniaturizāciju, ierosināja ideju par integrētajām shēmām:
"Tā kā visas sastāvdaļas, piemēram, kondensatorus, rezistorus, tranzistorus utt., Var izgatavot no viena materiāla, es domāju, ka būtu iespējams tos izgatavot uz pusvadītāju materiāla un pēc tam savienot tos, lai izveidotu pilnīgu ķēdi."
1958. gada 12. septembrī un 19. septembrī Kilbijs pabeidza attiecīgi fāzes nobīdes oscilatora un sprūda ražošanu un demonstrēšanu, atzīmējot integrētās shēmas dzimšanu.
2000. gadā Kilbijam tika piešķirta Nobela prēmija fizikā. Nobela prēmijas komiteja reiz komentēja, ka Kilbijs "lika pamatu mūsdienu informācijas tehnoloģijām".
Zemāk esošajā attēlā parādīts Kilbijs un viņa integrētās shēmas patents:
1.2. Pusvadītāju ražošanas tehnoloģijas attīstība
Nākamajā attēlā parādīti pusvadītāju ražošanas tehnoloģijas attīstības posmi: 
1.3. Integrēto shēmu nozares ķēde
Pusvadītāju nozares ķēdes sastāvs (galvenokārt integrālās shēmas, ieskaitot diskrētas ierīces) ir parādīts attēlā iepriekš:
- Fabless: uzņēmums, kas izstrādā produktus bez ražošanas līnijas.
- IDM: integrētās ierīces ražotājs, integrētās ierīces ražotājs;
- IP: shēmas moduļa ražotājs;
- EDA: Electronic Design Automatic, elektroniskā dizaina automatizācija, uzņēmums galvenokārt nodrošina projektēšanas rīkus;
- Lietuve; Vafeļu lietuve, kas nodrošina mikroshēmu ražošanas pakalpojumus;
- Iepakošanas un testēšanas lietuvju uzņēmumi: galvenokārt apkalpo Fabless un IDM;
- Materiālu un speciālo iekārtu uzņēmumi: galvenokārt nodrošina nepieciešamos materiālus un aprīkojumu skaidu ražošanas uzņēmumiem.
Galvenie produkti, kas ražoti, izmantojot pusvadītāju tehnoloģiju, ir integrālās shēmas un diskrētas pusvadītāju ierīces.
Galvenie integrālo shēmu produkti ietver:
- Pielietojumam specifiskās standarta daļas (ASSP);
- Mikroprocesoru bloks (MPU);
- Atmiņa
- Lietojumprogrammai specifiskā integrālā shēma (ASIC);
- Analogā shēma;
- Vispārējā loģiskā shēma (loģiskā shēma).
Galvenie pusvadītāju diskrēto ierīču produkti ietver:
- Diode;
- tranzistors;
- Barošanas ierīce;
- Augstsprieguma ierīce;
- Mikroviļņu ierīce;
- Optoelektronika;
- Sensora ierīce (Sensors).
2. Integrēto shēmu ražošanas process
2.1 Mikroshēmu ražošana
Uz silīcija vafeles vienlaikus var izgatavot desmitiem vai pat desmitiem tūkstošu specifisku mikroshēmu. Mikroshēmu skaits uz silīcija vafeles ir atkarīgs no izstrādājuma veida un katras mikroshēmas izmēra.
Silīcija vafeles parasti sauc par substrātiem. Silīcija vafeļu diametrs gadu gaitā ir palielinājies, no mazāk nekā 1 collas sākumā līdz parasti izmantotajam 12 collu (apmēram 300 mm) tagad, un tiek veikta pāreja uz 14 collām vai 15 collām.
Mikroshēmu ražošana parasti ir sadalīta piecos posmos: silīcija plāksnīšu sagatavošana, silīcija plāksnīšu ražošana, mikroshēmu pārbaude/izņemšana, montāža un iepakošana, kā arī galīgā pārbaude.
(1)Silīcija vafeļu sagatavošana:
Lai iegūtu izejvielu, silīciju iegūst no smiltīm un attīra. Īpašā procesā tiek ražoti atbilstoša diametra silīcija lietņi. Pēc tam lietņus sagriež plānās silīcija plāksnēs mikroshēmu izgatavošanai.
Vafeles ir sagatavotas atbilstoši specifiskām specifikācijām, piemēram, reģistrācijas malu prasībām un piesārņojuma līmeņiem.
(2)Silīcija vafeļu ražošana:
Pazīstama arī kā mikroshēmu ražošana, tukša silīcija plāksne nonāk silīcija plāksnīšu ražošanas rūpnīcā un pēc tam tiek veikta dažādu tīrīšanas, plēves veidošanas, fotolitogrāfijas, kodināšanas un dopinga darbību veikšanā. Apstrādātajai silīcija plāksnei ir pilns integrēto shēmu komplekts, kas pastāvīgi iegravēts uz silīcija plāksnītes.
(3)Silīcija vafeļu testēšana un izvēle:
Kad silīcija plāksnīšu ražošana ir pabeigta, silīcija vafeles tiek nosūtītas uz pārbaudes/šķirošanas zonu, kur tiek pārbaudītas atsevišķas mikroshēmas un elektriski pārbaudītas. Pēc tam tiek šķirotas pieņemamās un nepieņemamās mikroshēmas, un bojātās mikroshēmas tiek marķētas.
(4)Montāža un iepakošana:
Pēc vafeļu pārbaudes/šķirošanas vafeles nonāk montāžas un iepakošanas posmā, lai atsevišķās mikroshēmas iepakotu aizsargcaurules iepakojumā. Vafeles aizmugure ir slīpēta, lai samazinātu pamatnes biezumu.
Katras vafeles aizmugurē ir piestiprināta bieza plastmasas plēve, un pēc tam tiek izmantots zāģa asmens ar rombveida galu, lai atdalītu mikroshēmas uz katras vafeles gar rakstīšanas līnijām priekšpusē.
Plastmasas plēve silīcija vafeles aizmugurē neļauj silīcija mikroshēmai nokrist. Montāžas rūpnīcā labās skaidas tiek presētas vai evakuētas, veidojot montāžas iepakojumu. Vēlāk mikroshēma tiek noslēgta plastmasas vai keramikas apvalkā.
(5)Noslēguma pārbaude:
Lai nodrošinātu mikroshēmas funkcionalitāti, katra iepakota integrālā shēma tiek pārbaudīta, lai tā atbilstu ražotāja elektrisko un vides raksturlielumu parametru prasībām. Pēc pēdējās pārbaudes mikroshēma tiek nosūtīta klientam montāžai tam paredzētā vietā.
2.2 Procesu nodaļa
Integrēto shēmu ražošanas procesus parasti iedala:
Priekšpuse: priekšgala process parasti attiecas uz tādu ierīču kā tranzistoru ražošanas procesu, galvenokārt ietverot izolācijas, vārtu struktūras, avota un kanalizācijas, kontakta caurumu utt. veidošanās procesus.
Aizmugurējā daļa: Aizmugurējais process galvenokārt attiecas uz starpsavienojumu līniju veidošanu, kas var pārraidīt elektriskos signālus uz dažādām mikroshēmas ierīcēm, galvenokārt ietverot tādus procesus kā dielektriskā nogulsnēšanās starp starpsavienojuma līnijām, metāla līniju veidošanās un svina spilventiņu veidošana.
Vidusposms: Lai uzlabotu tranzistoru veiktspēju, progresīvo tehnoloģiju mezgli pēc 45 nm/28 nm izmanto augstas k vārtu dielektriķus un metāla vārtu procesus, un pēc tranzistora avota un kanalizācijas struktūras sagatavošanas pievieno aizstāšanas vārtu procesus un lokālos starpsavienojumu procesus. Šie procesi atrodas starp priekšgala procesu un aizmugures procesu, un tos neizmanto tradicionālajos procesos, tāpēc tos sauc par vidusposma procesiem.
Parasti kontakta cauruma sagatavošanas process ir robežlīnija starp priekšgala procesu un aizmugures procesu.
Kontakta caurums: caurums, kas vertikāli iegravēts silīcija plāksnē, lai savienotu pirmā slāņa metāla starpsavienojuma līniju un substrāta ierīci. Tas ir piepildīts ar metālu, piemēram, volframu, un tiek izmantots, lai ierīces elektrodu novadītu uz metāla savienojuma slāni.
Caur caurumu: Tas ir savienojuma ceļš starp diviem blakus esošajiem metāla starpsavienojumu līniju slāņiem, kas atrodas dielektriskajā slānī starp diviem metāla slāņiem un parasti ir piepildīts ar metāliem, piemēram, varu.
Plašā nozīmē:
Priekšgala process: Plašā nozīmē integrālo shēmu ražošanā jāiekļauj arī testēšana, iepakošana un citi posmi. Salīdzinot ar testēšanu un iepakošanu, komponentu un starpsavienojumu ražošana ir pirmā integrālo shēmu ražošanas daļa, ko kopā dēvē par priekšgala procesiem;
Aizmugurējais process: Testēšanu un iepakošanu sauc par back-end procesiem.
3. Pielikums
SMIF: standarta mehāniskā saskarne
AMHS: automatizēta materiālu nodošanas sistēma
OHT: pārvietošana ar pacēlāju virs galvas
FOUP: priekšpusē atverams vienotais pods, ekskluzīvs līdz 12 collu (300 mm) vafeles
Vēl svarīgāk,Semicera var nodrošinātgrafīta daļas, mīksts/stingrs filcs,silīcija karbīda detaļas, CVD silīcija karbīda detaļas, unSiC/TaC pārklātas detaļasar pilnu pusvadītāju procesu 30 dienu laikā.Mēs patiesi ceram kļūt par jūsu ilgtermiņa partneri Ķīnā.
Publicēšanas laiks: 15. augusts 2024