एकीकृत सर्किट का डिजाइन और निर्माण: अवधारणा से कार्यान्वयन तक
एकीकृत सर्किट (ICS) की निर्माण प्रक्रिया एक जटिल और नाजुक यात्रा है जो एक वैचारिक डिजाइन की अवधारणा के साथ शुरू होती है और अंतिम उत्पाद के उत्पादन के साथ समाप्त होती है।आईसी डिजाइनरों के लिए, डिजाइन और विनिर्माण के हर पहलू की गहरी समझ न केवल उच्च-प्रदर्शन एकीकृत सर्किट उत्पादों को प्राप्त करने का आधार है जो अपेक्षित आवेदन आवश्यकताओं को पूरा करते हैं, बल्कि गुणवत्ता मानकों और लागत को पूरा करने के लिए सही इलेक्ट्रॉनिक सर्किट निर्माता का चयन करने की कुंजी भी है।बजट।।इस प्रक्रिया के दौरान, कई प्रमुख चरण हैं जो डिजाइनरों को ध्यान में रखना चाहिए।
उच्च शुद्धता आधार वैफर्स का विकास
एक एकीकृत सर्किट की आधारशिला आधार वेफर है, एक मंच जो एकीकृत सर्किट के सभी तत्वों को वहन करता है।वेफर की गुणवत्ता सीधे अंतिम उत्पाद की प्रदर्शन स्थिरता को प्रभावित करती है, इसलिए उच्च शुद्धता वाले अर्धचालक सामग्री का चयन करना महत्वपूर्ण है।Czochralski विधि एक क्लासिक विधि है जिसका उपयोग बड़े आकार के सिंगल-क्रिस्टल सिलिकॉन इंगट्स का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।इस प्रक्रिया में लगभग 1,500 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान पर इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड सिलिकॉन को हीटिंग और पिघलाने में शामिल है, और फिर धीरे-धीरे इसे कई दिनों तक ठंडा करने के लिए एक आकृति बनाने के लिए होता है जो पतले वेफर्स के साथ बड़े सिलिकॉन गेट्स में काटा जा सकता है।यद्यपि यह कदम समय लेने वाला है, यह वेफर गुणवत्ता सुनिश्चित करने के लिए महत्वपूर्ण है, क्योंकि केवल उच्च गुणवत्ता वाले बुनियादी वेफर्स एकीकृत सर्किट की विश्वसनीयता और प्रदर्शन सुनिश्चित कर सकते हैं।
स्तरित निर्माण: परत द्वारा ठीक प्रसंस्करण परत
एकीकृत सर्किट का निर्माण कई घटकों, जैसे कैपेसिटर, डायोड, और ट्रांजिस्टर, एक सेमीकंडक्टर सब्सट्रेट पर परत द्वारा परत द्वारा किया जाता है।इन घटकों को एन-टाइप और पी-टाइप सेमीकंडक्टर्स के गुणों का उपयोग करके आसानी से निर्मित किया जा सकता है।एक पूर्ण एकीकृत सर्किट में 30 या अधिक परतें हो सकती हैं, और प्रत्येक परत के निर्माण के लिए सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए, प्रत्येक परत के लिए पी-प्रकार और एन-प्रकार के स्थानों के विनिर्देश को स्पष्ट रूप से हर बाद के कदम पर सटीकता सुनिश्चित करने के लिए जल्दी से सेट किया जाना चाहिए।
प्रत्येक परत का सटीक प्रसंस्करण नक़्क़ाशी तकनीकों के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, एक ऐसी प्रक्रिया जिसमें विशिष्ट स्थानों में ज्यामितीय आकृतियाँ और रेखाएं बनाना शामिल है।इसके अलावा, वेफर संशोधनों को बयान, नक़्क़ाशी या डोपिंग द्वारा किया जा सकता है।बयान एक वेफर पर सामग्री की एक पतली फिल्म बनाने की प्रक्रिया है, या तो शारीरिक रूप से या रासायनिक प्रतिक्रिया के माध्यम से।Etching अतिरिक्त सामग्री को हटाने के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया है, आमतौर पर प्रतिक्रियाशील आयन Etching (RIE) तकनीक का उपयोग करके।डोपिंग एन-टाइप और पी-टाइप सामग्री बनाने के लिए वेफर सतह में अतिरिक्त परमाणुओं को इंजेक्ट करके सामग्री की चालकता को बदलता है।