Proseso ug Kagamitan sa Semiconductor (1/7) – Proseso sa Paggama sa Integrated Circuit

 

1. Mahitungod sa Integrated Circuits

 

1.1 Ang konsepto ug pagkahimugso sa integrated circuits

 

Integrated Circuit (IC): nagtumong sa usa ka himan nga naghiusa sa mga aktibo nga himan sama sa mga transistor ug diode nga adunay mga passive nga sangkap sama sa mga resistor ug mga kapasitor pinaagi sa usa ka serye sa mga piho nga pamaagi sa pagproseso.

Usa ka sirkito o sistema nga "nahiusa" sa usa ka semiconductor (sama sa silicon o mga compound sama sa gallium arsenide) nga wafer sumala sa pipila ka mga interkoneksyon sa sirkito ug dayon giputos sa usa ka kabhang aron mahimo ang piho nga mga gimbuhaton.

Niadtong 1958, si Jack Kilby, kinsa maoy responsable sa pagpagamay sa elektronikong kagamitan sa Texas Instruments (TI), misugyot sa ideya sa integrated circuits:

"Tungod kay ang tanan nga mga sangkap sama sa mga capacitor, resistors, transistors, ug uban pa mahimo gikan sa usa ka materyal, naghunahuna ako nga posible nga himuon kini sa usa ka piraso sa materyal nga semiconductor ug dayon ikonektar kini aron maporma ang usa ka kompleto nga sirkito."

Niadtong Septiyembre 12 ug Septiyembre 19, 1958, nahuman ni Kilby ang paghimo ug pagpakita sa phase-shift oscillator ug trigger, matag usa, nga nagtimaan sa pagkatawo sa integrated circuit.

Sa 2000, si Kilby gihatagan ug Nobel Prize sa Physics. Ang Komite sa Nobel Prize kas-a mikomento nga si Kilby "nagbutang sa pundasyon alang sa modernong teknolohiya sa impormasyon."

Ang hulagway sa ubos nagpakita kang Kilby ug sa iyang integrated circuit patent:

 

 silicon-base-gan-epitaxy

 

1.2 Pag-uswag sa teknolohiya sa paghimo sa semiconductor

 

Ang mosunud nga numero nagpakita sa mga yugto sa pag-uswag sa teknolohiya sa paghimo sa semiconductor: cvd-sic-coating

 

1.3 Integrated Circuit Industry Chain

 higpit nga gibati

 

Ang komposisyon sa kadena sa industriya sa semiconductor (panguna nga mga integrated circuit, lakip ang mga discrete nga aparato) gipakita sa numero sa ibabaw:

- Fabless: Usa ka kompanya nga nagdesinyo sa mga produkto nga wala’y linya sa produksiyon.

- IDM: Integrated Device Manufacturer, integrated device manufacturer;

- IP: Circuit module manufacturer;

- EDA: Electronic Design Automatic, electronic design automation, ang kompanya nag-una nga naghatag og mga gamit sa disenyo;

- Pandayan; Wafer foundry, nga naghatag ug chip manufacturing services;

- Packaging ug testing foundry nga mga kompanya: nag-una sa pag-alagad Fabless ug IDM;

- Materyal ug espesyal nga mga kompanya sa ekipo: nag-una sa paghatag sa gikinahanglan nga mga materyales ug ekipo alang sa chip manufacturing nga mga kompanya.

Ang mga nag-unang produkto nga gihimo gamit ang teknolohiya sa semiconductor mao ang mga integrated circuit ug discrete nga mga aparato sa semiconductor.

Ang mga nag-unang produkto sa integrated circuits naglakip sa:

- Mga Piho sa Aplikasyon nga Sumbanan (ASSP);

- Microprocessor Unit (MPU);

- Memorya

- Application Specific Integrated Circuit (ASIC);

- Analog Circuit;

- Kinatibuk-ang logic circuit (Logical Circuit).

Ang mga nag-unang produkto sa semiconductor discrete device naglakip:

- Diode;

- Transistor;

- Gahum nga Device;

- Taas nga Boltahe nga Device;

- Microwave Device;

- Optoelectronics;

- Sensor device (Sensor).

 

2. Proseso sa Paggama sa Integrated Circuit

 

2.1 Paggama sa Chip

 

Dose-dosenang o bisan napulo ka libo nga piho nga mga chip ang mahimo nga dungan sa usa ka silicon wafer. Ang gidaghanon sa mga chips sa usa ka silicon wafer nagdepende sa matang sa produkto ug sa gidak-on sa matag chip.

Ang mga silicone wafer sagad gitawag nga substrate. Ang diametro sa mga silicon wafers nagkadaghan sa mga katuigan, gikan sa ubos sa 1 ka pulgada sa sinugdanan ngadto sa kasagarang gigamit nga 12 ka pulgada (mga 300 mm) karon, ug nag-agi sa transisyon ngadto sa 14 ka pulgada o 15 ka pulgada.

Ang paghimo sa chip kasagarang gibahin sa lima ka yugto: pag-andam sa silicon wafer, paghimo sa silicon wafer, pagsulay/pagpili sa chip, asembliya ug pagputos, ug kataposang pagsulay.

(1)Pag-andam sa silicone wafer:

Aron mahimo ang hilaw nga materyal, ang silicon gikuha gikan sa balas ug giputli. Ang usa ka espesyal nga proseso nagpatunghag mga silikon nga ingot sa angay nga diyametro. Ang mga ingots dayon putlon ngadto sa nipis nga silicon nga mga wafer para sa paghimo og microchips.

Ang mga wafer giandam sa piho nga mga detalye, sama sa mga kinahanglanon sa sulud sa pagrehistro ug lebel sa kontaminasyon.

 tac-giya-singsing

 

(2)Ang paghimo sa silicone wafer:

Nailhan usab nga chip manufacturing, ang hubo nga silicon wafer moabot sa silicon wafer manufacturing plant ug dayon moagi sa nagkalain-laing pagpanglimpyo, pagporma sa pelikula, photolithography, etching ug doping nga mga lakang. Ang giproseso nga silicon wafer adunay kompleto nga set sa integrated circuits nga permanente nga nakulit sa silicon wafer.

(3)Pagsulay ug pagpili sa mga wafer sa silicon:

Pagkahuman sa paghimo sa silicon wafer, ang mga silicon wafer ipadala sa lugar nga pagsulay / pagsunud, diin ang indibidwal nga mga chips gisusi ug gisulayan sa kuryente. Ang madawat ug dili madawat nga mga chips dayon ihan-ay, ug ang mga depekto nga mga chip gimarkahan.

(4)Assembly ug packaging:

Pagkahuman sa pagsulay / pagsunud sa wafer, ang mga wafer mosulod sa asembliya ug lakang sa pagputos aron maputos ang indibidwal nga mga chips sa usa ka pakete nga panalipod sa tubo. Ang likod nga bahin sa wafer gigaling aron makunhuran ang gibag-on sa substrate.

Usa ka baga nga plastik nga salida ang gitaod sa likod sa matag ostiya, ug dayon usa ka sulab sa gabas nga may brilyante ang gigamit sa pagbulag sa mga chips sa matag ostiya subay sa mga linya sa eskriba sa atubangan nga bahin.

Ang plastik nga pelikula sa likod sa silicon wafer nagpugong sa silicon chip gikan sa pagkahulog. Sa planta sa asembliya, ang maayong mga chips gipugos o gibakwit aron mahimong usa ka pakete sa asembliya. Sa ulahi, ang chip gisilyo sa usa ka plastik o seramiko nga kabhang.

(5)Katapusan nga pagsulay:

Aron masiguro ang pagpaandar sa chip, ang matag packaged integrated circuit gisulayan aron matubag ang mga kinahanglanon sa parameter sa elektrikal ug kinaiyahan sa pabrika. Human sa katapusan nga pagsulay, ang chip gipadala ngadto sa kustomer alang sa asembliya sa usa ka gipahinungod nga lokasyon.

 

2.2 Dibisyon sa Proseso

 

Ang mga proseso sa paghimo sa integrated circuit kasagaran gibahin sa:

Front-end: Ang proseso sa front-end sa kasagaran nagtumong sa proseso sa paghimo sa mga himan sama sa mga transistor, nag-una nga naglakip sa mga proseso sa pagporma sa pag-inusara, istruktura sa ganghaan, tinubdan ug habwa, mga lungag sa kontak, ug uban pa.

Back-end: Ang proseso sa back-end nag-una nga nagtumong sa pagporma sa mga linya sa interconnection nga makapadala sa mga electrical signal ngadto sa nagkalain-laing mga device sa chip, nag-una nga naglakip sa mga proseso sama sa dielectric deposition tali sa interconnection lines, metal line formation, ug lead pad formation.

tunga-tunga sa yugto: Aron mapauswag ang pasundayag sa mga transistor, ang mga advanced nga node sa teknolohiya pagkahuman sa 45nm / 28nm naggamit mga high-k nga gate dielectrics ug mga proseso sa ganghaan sa metal, ug pagdugang mga proseso sa pagpuli sa ganghaan ug mga proseso sa lokal nga interconnect pagkahuman giandam ang gigikanan sa transistor ug istruktura sa habwa. Kini nga mga proseso anaa sa taliwala sa proseso sa unahan ug sa back-end nga proseso, ug wala gigamit sa tradisyonal nga mga proseso, mao nga kini gitawag nga mga proseso sa tunga-tunga sa yugto.

Kasagaran, ang proseso sa pag-andam sa lungag sa kontak mao ang linya sa pagbahin tali sa proseso sa unahan ug sa proseso sa back-end.

Buho sa kontak: usa ka lungag nga gikulit nga patayo sa silicon wafer aron makonektar ang una nga layer nga metal nga interconnection nga linya ug ang substrate device. Kini napuno sa metal sama sa tungsten ug gigamit sa paggiya sa device electrode ngadto sa metal interconnection layer.

Pinaagi sa Hole: Kini ang agianan sa koneksyon tali sa duha ka kasikbit nga mga lut-od sa mga linya sa interconnect nga metal, nga nahimutang sa dielectric nga layer tali sa duha ka mga layer sa metal, ug sa kasagaran puno sa mga metal sama sa tumbaga.

Sa lapad nga diwa:

Front-end nga proseso: Sa usa ka halapad nga diwa, ang integrated circuit manufacturing kinahanglan usab nga maglakip sa pagsulay, pagputos ug uban pang mga lakang. Kon itandi sa pagsulay ug pagputos, component ug interconnect manufacturing mao ang unang bahin sa integrated circuit manufacturing, kolektibong gitawag nga front-end nga mga proseso;

Back-end nga proseso: Ang pagsulay ug pagputos gitawag og back-end nga mga proseso.

 

3. Apendise

 

SMIF:Standard Mechanical Interface

AMHS: Automated Material Handing System

OHT: Pagbalhin sa Overhead Hoist

FOUP:Front Opening Unified Pod,Eksklusibo sa 12 pulgada(300mm) mga wafer

 

Mas importante,Makahatag ang Semiceramga bahin sa graphite, humok/gahi nga gibati,mga bahin sa silicon carbide, Mga bahin sa CVD silicon carbide, ugSiC / TaC adunay sapaw nga mga bahinnga adunay bug-os nga proseso sa semiconductor sa 30 ka adlaw.Kami kinasingkasing nga nagpaabut nga mahimong imong dugay nga kauban sa China.

 


Oras sa pag-post: Ago-15-2024