Design und Herstellung integrierter Schaltungen: vom Konzept zur Implementierung
Der Herstellungsprozess von integrierten Schaltungen (ICs) ist eine komplexe und empfindliche Reise, die mit der Konzeption eines konzeptionellen Designs beginnt und mit der Produktion des Endprodukts endet.Für IC-Designer ist ein tiefes Verständnis für alle Aspekte von Design und Fertigung nicht nur die Grundlage für die Erreichung von Produkten mit leistungsstarker Integration integrierter Schaltkreis, die den erwarteten Anwendungsanforderungen entsprechen, sondern auch der Schlüssel zur Auswahl des richtigen Elektronikkreisherstellers, um Qualitätsstandards und -kosten zu erfüllenBudgets..Während dieses Prozesses gibt es mehrere wichtige Schritte, die Designer berücksichtigen müssen.
Entwicklung von hohen Basiswaffeln
Der Eckpfeiler einer integrierten Schaltung ist der Basiswafer, eine Plattform, die alle Elemente der integrierten Schaltung trägt.Die Qualität des Wafers wirkt sich direkt auf die Leistungskonsistenz des Endprodukts aus. Daher ist es entscheidend, hochpurige Halbleitermaterialien auszuwählen.Die Czochralski-Methode ist eine klassische Methode zur Herstellung von großgrößen Einzelkristall-Silizium-Pergots.Der Prozess besteht darin, Silizium mit elektronischer Qualität bei einer hohen Temperatur von etwa 1.500 Grad Celsius zu erhitzen und zu schmelzen, und kühlt es dann über mehrere Tage langsam ab, um eine Form zu bilden, die in große Silizium-Pergots mit dünnen Wafern geschnitten werden kann.Obwohl dieser Schritt zeitaufwändig ist, ist es entscheidend, die Qualität der Wafer zu gewährleisten, da nur hochwertige grundlegende Wafer die Zuverlässigkeit und Leistung integrierter Schaltungen sicherstellen können.
Schichtkonstruktion: Feinverarbeitungsschicht für Schicht
Integrierte Schaltkreise werden durch Stapeln mehrerer Komponenten wie Kondensatoren, Dioden und Transistoren konstruiert, Schicht für Schicht auf einem Halbleitersubstrat.Diese Komponenten können mit den Eigenschaften der Halbleiter vom Typ N-Typ und P-Typ einfach konstruiert werden.Eine vollständige integrierte Schaltung kann bis zu 30 oder mehr Schichten enthalten, und die Konstruktion jeder Schicht erfordert eine präzise Steuerung.Um dieses Ziel zu erreichen, muss die Spezifikation von P-Typ- und N-Typ-Stellen für jede Schicht eindeutig frühzeitig festgelegt werden, um die Genauigkeit bei jedem nachfolgenden Schritt sicherzustellen.
Die genaue Verarbeitung jeder Schicht wird durch Ätztechniken erreicht, ein Prozess, bei dem geometrische Formen und Linien an bestimmten Stellen erstellt werden.Darüber hinaus können Wafermodifikationen durch Ablagerung, Ätzen oder Dotierung durchgeführt werden.Die Ablagerung ist der Prozess der Bildung eines dünnen Materialfilms auf einem Wafer, entweder physisch oder durch eine chemische Reaktion.Ätzung ist der Prozess, der zum Entfernen von überschüssigem Material verwendet wird, in der Regel die RIE -Technologie (reaktive Ionenätzung).Doping verändert die Leitfähigkeit des Materials, indem zusätzliche Atome in die Waferoberfläche injiziert werden, um N-Typ- und P-Typ-Materialien zu bilden.