Dizajn i proizvodnja integriranih krugova: od koncepta do implementacije
Proces proizvodnje integriranih krugova (ICS) složeno je i osjetljivo putovanje koje započinje koncepcijom konceptualnog dizajna i završava proizvodnjom konačnog proizvoda.Za IC dizajnere, duboko razumijevanje svakog aspekta dizajna i proizvodnje nije samo osnova za postizanje visoko-performansi integriranih proizvoda koji udovoljavaju očekivanim zahtjevima za primjenu, već je i ključ za odabir pravog proizvođača elektroničkih krugova kako bi zadovoljio standarde kvalitete i troškoveproračuni..Tijekom ovog postupka postoji nekoliko ključnih koraka koje dizajneri moraju imati na umu.
Razvoj baznih vafera visoke čistoće
Kamen temeljac integriranog kruga je osnovna vafel, platforma koja nosi sve elemente integriranog kruga.Kvaliteta vafela izravno utječe na konzistentnost performansi konačnog proizvoda, tako da je ključno odabrati poluvodičke materijale visoke čistoće.Czochralski metoda je klasična metoda koja se koristi za proizvodnju jednokristalnih silicijskih ingota velike veličine.Proces se sastoji od zagrijavanja i topljenja elektronskog silicija na visokoj temperaturi od oko 1500 Celzijevih stupnjeva, a zatim ga polako hlađenje tijekom nekoliko dana kako bi se oblikovao oblik koji se može izrezati na velike silicijske ingote s tankim rezama.Iako je ovaj korak dugotrajan, ključno je osigurati kvalitetu vafera, jer samo visokokvalitetni osnovni rezine mogu osigurati pouzdanost i performanse integriranih krugova.
Slojevita konstrukcija: Sloj finog obrade prema sloju
Integrirani krugovi konstruirani su slaganjem više komponenti, kao što su kondenzatori, diode i tranzistori, sloj prema sloju na podlozi poluvodiča.Te se komponente mogu lako konstruirati pomoću svojstava N-tipa i P-tipa poluvodiča.Potpuni integrirani krug može sadržavati čak 30 ili više slojeva, a konstrukcija svakog sloja zahtijeva preciznu kontrolu.Da bi se postigao taj cilj, specifikacija lokacija P-tipa i N-tipa za svaki sloj mora biti jasno postavljena rano kako bi se osigurala točnost u svakom sljedećem koraku.
Precizna obrada svakog sloja postiže se tehnikama jetkanja, postupkom koji uključuje stvaranje geometrijskih oblika i linija na određenim mjestima.Pored toga, modifikacije vafera mogu se izvesti taloženjem, jetkanjem ili dopingom.Taloženje je proces formiranja tankog filma materijala na rezinu, bilo fizički ili kemijskom reakcijom.Etching je postupak koji se koristi za uklanjanje viška materijala, obično koristeći tehnologiju reaktivnog ionskog jetkanja (RIE).Doping mijenja vodljivost materijala ubrizgavanjem dodatnih atoma u površinu vafelja kako bi formirao N-tip i P-tipa.