Progettazione e produzione di circuiti integrati: dal concetto all'implementazione
Il processo di produzione dei circuiti integrati (ICS) è un viaggio complesso e delicato che inizia con la concezione di un design concettuale e termina con la produzione del prodotto finale.Per i progettisti IC, una profonda comprensione di ogni aspetto della progettazione e della produzione non è solo la base per raggiungere prodotti a base di circuiti integrati ad alte prestazioni che soddisfano i requisiti di applicazione previsti, ma anche la chiave per selezionare il giusto produttore di circuiti elettronici per soddisfare gli standard di qualità e i costibudget..Durante questo processo, ci sono diversi passaggi chiave che i progettisti devono tenere a mente.
Sviluppo di wafer di base ad alta purezza
La pietra angolare di un circuito integrato è il wafer di base, una piattaforma che trasporta tutti gli elementi del circuito integrato.La qualità del wafer influisce direttamente sulla coerenza delle prestazioni del prodotto finale, quindi è fondamentale selezionare materiali a semiconduttore ad alta purezza.Il metodo Czochralski è un metodo classico utilizzato per produrre lingotti di silicio a cristallo singolo di grandi dimensioni.Il processo consiste nel riscaldamento e allo scioglimento del silicio di livello elettronico ad alta temperatura di circa 1.500 gradi Celsius e quindi raffreddarlo lentamente per diversi giorni per formare una forma che può essere tagliata in grandi lingotti di silicio con wafer sottili.Sebbene questo passaggio richieda tempo, è fondamentale garantire la qualità del wafer, poiché solo i wafer di base di alta qualità possono garantire l'affidabilità e le prestazioni dei circuiti integrati.
Costruzione a strati: strato di elaborazione fine per strato
I circuiti integrati sono costruiti impilando più componenti, come condensatori, diodi e transistor, strato per strato su un substrato a semiconduttore.Questi componenti possono essere facilmente costruiti usando le proprietà dei semiconduttori di tipo N e P.Un circuito integrato completo può contenere fino a 30 o più strati e la costruzione di ogni strato richiede un controllo preciso.Per raggiungere questo obiettivo, le specifiche delle posizioni di tipo P e di tipo N per ciascun livello devono essere chiaramente impostate in anticipo per garantire l'accuratezza in ogni fase successiva.
L'elaborazione precisa di ogni livello si ottiene attraverso le tecniche di incisione, un processo che prevede la creazione di forme e linee geometriche in posizioni specifiche.Inoltre, le modifiche del wafer possono essere eseguite mediante deposizione, incisione o doping.La deposizione è il processo di formazione di un sottile film di materiale su un wafer, fisicamente o attraverso una reazione chimica.L'incisione è il processo utilizzato per rimuovere il materiale in eccesso, di solito utilizzando la tecnologia RIE (Reactive Ion Inceding).Il doping cambia la conduttività del materiale iniettando atomi aggiuntivi nella superficie del wafer per formare materiali di tipo N e P.