Ontwerp en productie van geïntegreerde circuits: van concept tot implementatie
Het productieproces van geïntegreerde circuits (IC's) is een complexe en delicate reis die begint met de conceptie van een conceptueel ontwerp en eindigt met de productie van het eindproduct.Voor IC-ontwerpers is een diep begrip van elk aspect van ontwerp en productie niet alleen de basis voor het bereiken van krachtige geïntegreerde circuitproducten die voldoen aan de verwachte toepassingsvereisten, maar ook de sleutel tot het selecteren van de juiste elektronische circuitfabrikant om te voldoen aan kwaliteitsnormen en kostenbudgetten..Tijdens dit proces zijn er verschillende belangrijke stappen die ontwerpers in gedachten moeten houden.
Ontwikkeling van high-zuivere basiswafels
De hoeksteen van een geïntegreerd circuit is de basiswafel, een platform dat alle elementen van het geïntegreerde circuit draagt.De kwaliteit van de wafer heeft direct invloed op de prestatieverlening van het eindproduct, dus het is cruciaal om hoogwaardige halfgeleidermaterialen te selecteren.De czochralski-methode is een klassieke methode die wordt gebruikt om grote silicium-ingots met een grote single-kristal te produceren.Het proces bestaat uit het verwarmen en smelten van elektronische kwaliteit silicium bij een hoge temperatuur van ongeveer 1500 graden Celsius, en het vervolgens langzaam afkoelen over meerdere dagen om een vorm te vormen die kan worden gesneden in grote silicium ingots met dunne wafels.Hoewel deze stap tijdrovend is, is het cruciaal om de wafelkwaliteit te garanderen, omdat alleen hoogwaardige basiswafels de betrouwbaarheid en prestaties van geïntegreerde circuits kunnen garanderen.
Gelaagde constructie: fijnverwerkingslaag per laag
Geïntegreerde circuits worden geconstrueerd door meerdere componenten te stapelen, zoals condensatoren, diodes en transistoren, laag op laag op een halfgeleidersubstraat.Deze componenten kunnen eenvoudig worden geconstrueerd met behulp van de eigenschappen van N-type en P-type halfgeleiders.Een compleet geïntegreerd circuit kan maar liefst 30 of meer lagen bevatten, en de constructie van elke laag vereist precieze controle.Om dit doel te bereiken, moet de specificatie van p-type en n-type locaties voor elke laag duidelijk vroeg worden ingesteld om de nauwkeurigheid bij elke volgende stap te garanderen.
De precieze verwerking van elke laag wordt bereikt door etstechnieken, een proces dat het creëren van geometrische vormen en lijnen op specifieke locaties omvat.Bovendien kunnen wafelaanpassingen worden uitgevoerd door depositie, etsen of doping.Afzetting is het proces van het vormen van een dunne film van materiaal op een wafel, fysiek of door een chemische reactie.Etsen is het proces dat wordt gebruikt om overtollig materiaal te verwijderen, meestal met behulp van reactieve ionen etsen (RIE) -technologie.Doping verandert de geleidbaarheid van het materiaal door extra atomen in het wafeloppervlak te injecteren om N-type en p-type materialen te vormen.