Projeto e fabricação de circuitos integrados: do conceito à implementação
O processo de fabricação de circuitos integrados (ICS) é uma jornada complexa e delicada que começa com a concepção de um design conceitual e termina com a produção do produto final.Para os designers de IC, uma profunda compreensão de todos os aspectos do design e da fabricação não é apenas a base para alcançar produtos de circuito integrado de alto desempenho que atendem aos requisitos de aplicação esperados, mas também a chave para selecionar o fabricante de circuito eletrônico certo para atender aos padrões de qualidade e custosorçamentos..Durante esse processo, existem várias etapas importantes que os designers devem ter em mente.
Desenvolvimento de bolachas de base de alta pureza
A pedra angular de um circuito integrado é a wafer base, uma plataforma que carrega todos os elementos do circuito integrado.A qualidade da bolacha afeta diretamente a consistência do desempenho do produto final; portanto, é crucial selecionar materiais semicondutores de alta pureza.O método Czochralski é um método clássico usado para produzir lingotes de silício de cristal único de grande porte.O processo consiste em silício de aquecimento e derretimento eletrônico a uma alta temperatura de cerca de 1.500 graus Celsius e, em seguida, resfriá-lo lentamente por vários dias para formar uma forma que pode ser cortada em grandes lingotes de silício com bolachas finas.Embora essa etapa seja demorada, é crucial garantir a qualidade da wafer, porque apenas as bolachas básicas de alta qualidade podem garantir a confiabilidade e o desempenho dos circuitos integrados.
Construção em camadas: camada de processamento fino por camada
Os circuitos integrados são construídos empilhando vários componentes, como capacitores, diodos e transistores, camadas por camada em um substrato semicondutor.Esses componentes podem ser facilmente construídos usando as propriedades dos semicondutores do tipo n e p-tipo.Um circuito integrado completo pode conter até 30 ou mais camadas, e a construção de cada camada requer controle preciso.Para atingir esse objetivo, a especificação dos locais do tipo P e N para cada camada deve ser claramente definida no início para garantir a precisão em cada etapa subsequente.
O processamento preciso de cada camada é alcançado através de técnicas de gravação, um processo que envolve a criação de formas e linhas geométricas em locais específicos.Além disso, as modificações da wafer podem ser realizadas por deposição, gravação ou dopagem.A deposição é o processo de formação de um filme fino de material em uma bolacha, fisicamente ou através de uma reação química.A gravura é o processo usado para remover o excesso de material, geralmente usando a tecnologia de gravura de íons reativos (RIE).O doping altera a condutividade do material injetando átomos adicionais na superfície da wafer para formar materiais do tipo n e p.