Integreeritud vooluringide kujundamine ja tootmine: kontseptsioonist rakendamiseni
Integreeritud vooluahelate (IC) tootmisprotsess on keeruline ja delikaatne teekond, mis algab kontseptuaalse disaini kontseptsiooniga ja lõpeb lõpptoote tootmisega.IC-disainerite jaoks ei ole disaini ja tootmise kõigi aspektide sügav mõistmine mitte ainult suur jõudlusega integreeritud vooluahelate toodete saavutamiseks, mis vastavad eeldatavate rakendusnõuetele, vaid ka võti õige elektroonilise vooluahela tootja valimiseks, et vastata kvaliteedistandarditele ja kuludeleEelarved..Selle protsessi käigus on mitu peamist sammu, mida disainerid peavad meeles pidama.
Kõrge puiduga baasvahvlite väljatöötamine
Integreeritud vooluringi nurgakivi on alusvahver - platvorm, mis kannab kõiki integreeritud vooluringi elemente.Vahvli kvaliteet mõjutab otseselt lõpptoote jõudluse järjepidevust, seetõttu on ülioluline valida kõrge puhtusastmega pooljuhtide materjalid.Czochralski meetod on klassikaline meetod, mida kasutatakse suure suurusega ühekristallide räni valuplokkide tootmiseks.Protsess koosneb elektroonilise klassi soojendamisest ja sulatamisest kõrgel temperatuuril umbes 1500 kraadi Celsiuse ja jahutab seda mitme päeva jooksul aeglaselt, moodustades kuju, mille saab lõigata õhukeste vahvlitega suurteks räniplokkideks.Kuigi see samm on aeganõudev, on vahvli kvaliteedi tagamine ülioluline, kuna integreeritud vooluringide usaldusväärsuse ja jõudluse tagamiseks saavad ainult kvaliteetsed põhilised vahvlid.
Kihiline konstruktsioon: peen töötlemise kiht kihi kaupa
Integreeritud vooluahelad konstrueeritakse mitme komponendi, näiteks kondensaatorid, dioodid ja transistorid, virnastades kihid pooljuhtide substraadil.Neid komponente saab hõlpsasti konstrueerida, kasutades N-tüüpi ja P-tüüpi pooljuhtide omadusi.Täielik integreeritud vooluring võib sisaldada koguni 30 või enamat kihti ja iga kihi ehitamine nõuab täpset kontrolli.Selle eesmärgi saavutamiseks tuleb iga kihi p-tüüpi ja N-tüüpi asukohtade spetsifikatsioon selgelt varakult seada, et tagada täpsus igal järgneval etapil.
Iga kihi täpne töötlemine saavutatakse söövitusmeetodite abil - protsess, mis hõlmab geomeetriliste kujundite ja joonte loomist konkreetsetes kohtades.Lisaks saab vahvli modifikatsioone teha sadestumise, söövitamise või dopingu abil.Sadestumine on vahvlile õhukese kile moodustamise protsess kas füüsiliselt või keemilise reaktsiooni kaudu.Söövitus on protsess, mida kasutatakse liigse materjali eemaldamiseks, kasutades tavaliselt reaktiivset ioonide söövitamise (RIE) tehnoloogiat.Doping muudab materjali juhtivust, süstides vahvli pinnale täiendavaid aatomeid, moodustades N-tüüpi ja p-tüüpi materjalid.