การออกแบบและการผลิตวงจรรวม: จากแนวคิดสู่การดำเนินการ
กระบวนการผลิตของวงจรรวม (ICS) เป็นการเดินทางที่ซับซ้อนและละเอียดอ่อนซึ่งเริ่มต้นด้วยความคิดของการออกแบบแนวคิดและจบลงด้วยการผลิตผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายสำหรับนักออกแบบ IC ความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับการออกแบบและการผลิตทุกด้านไม่เพียง แต่เป็นพื้นฐานสำหรับการบรรลุผลิตภัณฑ์วงจรรวมประสิทธิภาพสูงที่ตรงตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชันที่คาดหวัง แต่ยังเป็นกุญแจสำคัญในการเลือกผู้ผลิตวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เหมาะสมเพื่อให้ได้มาตรฐานคุณภาพและค่าใช้จ่ายงบประมาณ.ในระหว่างกระบวนการนี้มีหลายขั้นตอนสำคัญที่นักออกแบบต้องจำไว้
การพัฒนาเวเฟอร์ฐานที่มีความบริสุทธิ์สูง
รากฐานที่สำคัญของวงจรรวมคือฐานเวเฟอร์ซึ่งเป็นแพลตฟอร์มที่มีองค์ประกอบทั้งหมดของวงจรรวมคุณภาพของเวเฟอร์ส่งผลโดยตรงต่อความสอดคล้องของประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญในการเลือกวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีความบริสุทธิ์สูงวิธี Czochralski เป็นวิธีคลาสสิกที่ใช้ในการผลิตซิลิคอนเดี่ยวขนาดใหญ่กระบวนการนี้ประกอบด้วยซิลิกอนเกรดอิเล็กทรอนิกส์ที่ให้ความร้อนและละลายที่อุณหภูมิสูงประมาณ 1,500 องศาเซลเซียสและจากนั้นค่อยๆเย็นลงในหลายวันเพื่อสร้างรูปร่างที่สามารถตัดเป็นซิลิคอนขนาดใหญ่ที่มีเวเฟอร์บาง ๆแม้ว่าขั้นตอนนี้ใช้เวลานาน แต่ก็เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องมั่นใจในคุณภาพของเวเฟอร์เนื่องจากเวเฟอร์พื้นฐานคุณภาพสูงเท่านั้นที่สามารถมั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของวงจรรวม
การก่อสร้างแบบเลเยอร์: เลเยอร์การประมวลผลที่ดีโดยเลเยอร์
วงจรรวมถูกสร้างขึ้นโดยการซ้อนส่วนประกอบหลายอย่างเช่นตัวเก็บประจุไดโอดและทรานซิสเตอร์เลเยอร์โดยเลเยอร์บนพื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ส่วนประกอบเหล่านี้สามารถสร้างได้อย่างง่ายดายโดยใช้คุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ชนิด N และ P-typeวงจรรวมที่สมบูรณ์อาจมีชั้นมากถึง 30 ชั้นขึ้นไปและการสร้างแต่ละชั้นต้องมีการควบคุมที่แม่นยำเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ข้อกำหนดของตำแหน่ง P-type และ N-type สำหรับแต่ละเลเยอร์จะต้องตั้งค่าไว้ล่วงหน้าอย่างชัดเจนเพื่อให้แน่ใจว่ามีความแม่นยำในทุกขั้นตอนต่อไป
การประมวลผลที่แม่นยำของแต่ละเลเยอร์นั้นทำได้ผ่านเทคนิคการแกะสลักซึ่งเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการสร้างรูปทรงเรขาคณิตและเส้นในสถานที่เฉพาะนอกจากนี้การปรับเปลี่ยนเวเฟอร์สามารถทำได้โดยการสะสมการแกะสลักหรือยาสลบการสะสมเป็นกระบวนการของการสร้างฟิล์มบาง ๆ ของวัสดุบนเวเฟอร์ไม่ว่าจะทางร่างกายหรือผ่านปฏิกิริยาเคมีการแกะสลักเป็นกระบวนการที่ใช้ในการกำจัดวัสดุส่วนเกินโดยปกติจะใช้เทคโนโลยีการแกะสลักไอออน (RIE)ยาสลบเปลี่ยนค่าการนำไฟฟ้าของวัสดุโดยการฉีดอะตอมเพิ่มเติมลงในพื้นผิวเวเฟอร์เพื่อสร้างวัสดุประเภท N และ P-type