Преглед
Върху полупроводниковия субстрат има: множество подложки, подредени по ръба на блока на веригата и множество подложки, простиращи се от блока на веригата до между подложките Множество кабели; множеството подложки са свързани към външните проводници на устройството с полупроводникова интегрална схема и множеството проводници се използват, за да следват, когато друг блок на веригата е осигурен на основната повърхност на полупроводниковия субстрат Окабеляването, свързано с окабеляването на другия блок на веригата е оформен така, че да има форма, която може да бъде свързана към окабеляването от другия блок на веригата.
Полупроводниковите интегрални схеми са основните устройства на електронните продукти и развитието на техните промишлени технологии е пряко свързано с нивото на развитие на енергетиката. По отношение на цялостната ситуация, технологичният прогрес на полупроводниковата индустрия до известна степен насърчи развитието на нововъзникващи индустрии, включително фотоволтаична промишленост, промишленост за полупроводниково осветление и промишленост за плоски дисплеи и др., и насърчи подобряването на доставките верига от индустриите нагоре и надолу по веригата на индустрията за полупроводникови интегрални схеми. , И оптимизиране на екологичната среда до известна степен. Следователно укрепването на изследванията и проучването на технологията на индустрията за полупроводникови интегрални схеми има важно практическо значение.
Мерки за осигуряване на качеството
Осигуряване на процеса
1) Контрол на суровините. Включително контрол на маски, химически реактиви, фоторезист, особено силициеви материали и други суровини. Контролът не само използва традиционния метод за единична инспекция, но също така използва технология за статистически контрол на процеса (SPC) за ключови суровини, за да гарантира високо качество на суровините и добро качество.
2) Контрол на оборудването за обработка. В допълнение към използването на съвременно оборудване за обработка на процеси, трябва да се извършва и рутинна поддръжка и превантивна поддръжка на оборудването. В същото време трябва да се наблюдават ключови параметри на оборудването и да се установят SPC модели за управление на параметрите на оборудването за анализ и контрол, ако е необходимо.
3) Контрол на процеса. Включително SPC контрол на ключови параметри на процеса, анализ на възможностите на процеса, 6σ дизайн и т.н., като същевременно се установяват методи за инспекция на процеса за ключови аспекти на обработката на процеса, като проверка на дупки и пукнатини в оксидния слой, проверка на подвижни метални йони, и проверка на стабилността на металния слой и т.н. Освен това гаранцията за процеса трябва да включва също обучение и оценка на операторите, контрол на чистотата на околната среда и създаване на усъвършенствани информационни системи за управление на качеството на производството.
Гаранция за дизайн
1) Конвенционална технология за проектиране на надеждност. Включително резервен дизайн, дизайн за намаляване на номиналните стойности, анализ на чувствителността, централен дизайн за оптимизиране на стойността и др.
2) Технология за проектиране на устройства за основни режими на отказ. Включително рационален дизайн на структурата на устройството, геометрични параметри и физически параметри за основните режими на отказ, като ефект на горещ носител и ефект на блокиране.
3) Гаранция на дизайна на процеса за основните режими на отказ. Включително приемането на нова технологична технология и регулиране на параметрите на процеса за подобряване на надеждността на полупроводникови чипове с интегрални схеми.
4) Технология за компютърна симулация на надеждността на чипа на полупроводникова интегрална схема. В същото време при проектирането на веригата структурата на веригата, оформлението на оформлението и параметрите на характеристиката на надеждността се използват като входни данни, а надеждността на веригата се анализира чрез компютърна симулация. Според резултатите от анализа може да се предвиди нивото на надеждност на веригата, да се определят правилата за проектиране, които трябва да бъдат приети в проекта за надеждност, и да се открият слабите връзки в надеждността на схемата и дизайна на оформлението.
Производствен процес
Интегралната схема е интегрирала основната част на микрокомпютър върху силициев чип с размер около 5 mm × 5 mm, съдържащ повече от 10 000 компонента. Типичният производствен процес на интегрални схеми е показан на Фигура 1. От Фигура 1 може да се види, че N+PN транзистор, резистор, съставен от P-тип дифузионна област и кондензатор, съставен от N+P преход капацитет имат са произведени едновременно върху силиконовата пластина и са свързани с метална алуминиева лента. Свързани заедно. Всъщност върху често използвана силиконова пластина с диаметър 75 mm (която е разработена до φ=125 mm ~ 150 mm) ще има 3 000 000 такива компонента, които съставляват стотици вериги, подсистеми или системи. Чрез поредица от процеси като окисление, фотолитография, дифузия или йонна имплантация, химическо отлагане на пари, изпаряване или разпръскване, всички компоненти на цялата верига, тяхната изолация и метални взаимосвързани модели се произвеждат върху една пластина слой по слой. Отгоре, образувайки триизмерна мрежа. Въпреки това, десетки или дори стотици такива силициеви пластини могат да бъдат обработени едновременно, така че хиляди такива вериги могат да бъдат получени в една партида. Такава висока ефективност е именно техническата и икономическа причина за бързото развитие на интегралните схеми.
Тази триизмерна мрежа може да има множество различни функции на веригата и системни функции, в зависимост от топологичната графика и спецификациите на процеса на всеки слой. При определени технологични спецификации той се контролира главно от топологичния модел на всеки слой, а топологичният модел на всеки слой се определя от всяка маска за фотоецване. Следователно дизайнът на фотолитографската маска е ключ към производството на интегрални схеми. Започва от функционалните изисквания на системата или веригата, проектира според действителните възможни параметри на процеса и се подпомага от компютъра за завършване на дизайна и производството на маска.
След като чипът е произведен, той се проверява и след това чиповете на силициевия чип се отрязват един по един и чиповете, които отговарят на изискванията за производителност, се пакетират върху черупката, за да образуват пълна интегрална схема.
Класификация
Ако интегралните схеми се отличават с транзисторите, които формират основата на техните схеми, има два вида биполярни интегрални схеми и MOS интегрални схеми. Първият е базиран на планарни транзистори с биполярно съединение (Фигура 2), а вторият е базиран на MOS полеви транзистори. Фигура 3 показва производствения процес на типична N-канална MOS интегрална схема със силициев порт. Най-общо казано, предимствата на биполярните интегрални схеми са по-висока скорост, но недостатъците са по-ниска интеграция и по-висока консумация на енергия; докато MOS интегралните схеми имат по-опростен процес, по-висока интеграция и по-висока консумация на енергия поради самоизолацията на MOS устройствата. По-ниско, недостатъкът е, че скоростта е по-бавна. Различни нови устройства и верижни структури се появиха напоследък в развитието, като се възползваха от съответните им предимства и преодоляха собствените си недостатъци.
Интегралните схеми се класифицират според функциите на веригата. Може да има математически логически схеми, базирани на гейт вериги и линейни вериги, базирани на усилватели. Последният е по-бавен от първия поради вредното взаимодействие между полупроводниковия субстрат и работните компоненти. В същото време се разработват и микровълнови интегрални схеми, използвани в микровълните, и оптични интегрални схеми, базирани на III-V комбинирани полупроводникови лазери и оптични влакна.
В допълнение към материалите на базата на силиций за полупроводникови интегрални схеми, галиевият арсенид също е важен материал. Интегралните схеми, направени с него като основен материал, могат да работят с порядък по-висок от този на силициевите интегрални схеми. Широки перспективи за развитие.
От гледна точка на цялата категория интегрални схеми, в допълнение към полупроводниковите интегрални схеми има вериги с дебел слой и вериги с тънък слой.
①Дебелослойна верига. Използвайки керамика като субстрат, пасивните компоненти и свързващите проводници се подготвят чрез технологични методи като ситопечат и синтероване, след което се смесват и сглобяват с компоненти като транзистори, диоди, чипове с интегрални схеми и дискретни кондензатори.
②Тънкослойна верига. Има пълен филм и смесени точки. Така наречената верига с пълен филм се отнася до всички активни компоненти, пасивни компоненти и проводници за взаимно свързване, необходими за формиране на пълна верига, всички от които са направени върху изолиращ субстрат чрез процес на тънък слой. Въпреки това филмовите транзистори имат лоша производителност и кратък живот, което ги прави трудни за практическа употреба. Следователно тънкослойната верига се отнася главно до тънкослойната хибридна верига. Той използва вакуумно изпаряване и разпрашване и друга тънкослойна технология и фотолитографска технология за използване на метали, сплави и оксиди за производство на резистори, кондензатори и връзки върху стъклокерамични или керамични субстрати (дебелината на филма обикновено не надвишава 1 микрон) и след това се сглобява с едно или повече транзисторни устройства и чипове с интегрални схеми с висока плътност.
В сравнение с монолитните интегрални схеми, дебелослойните и тънкослойните вериги имат свои собствени характеристики и се допълват взаимно. Веригите с дебел слой се използват главно в полета с висока мощност; докато тънкослойните схеми се използват главно във високочестотни и прецизни приложения. Взаимното проникване и комбиниране на технологията на монолитни интегрални схеми и технологията на хибридни интегрални схеми, както и разработването на свръхмащабни и пълнофункционални системи с интегрални схеми, се превърна във важна посока за развитие на интегрални схеми.
Тенденция на развитие
Що се отнася до действителното развитие на технологията на IC индустрията, намаляването на скоростта на растеж на интеграцията на IC няма да доведе до стагнация на микроелектронната индустрия. IC индустрията може да реализира модерно развитие по отношение на продуктовото разнообразие и производителността на продуктите. С непрекъснатото развитие на IC индустрията, IC продуктите могат по-добре да отговорят на действителните нужди на пазара. Дизайнерите в IC индустрията могат да проектират и произвеждат IC продукти въз основа на действителните нужди на клиентите в индустрията и след това да пуснат различни IC продукти и да гарантират, че функциите им получават определена степен на оптимизация. По същото време; по време на развитието на IC индустрията могат да се положат усилия за намаляване на производствените разходи на съществуващото технологично оборудване, така че да се насърчи балансираното и стабилно развитие на IC индустрията. От друга гледна точка, забавянето на темпа на растеж на IC интеграцията подтикна разработчиците на компютърни системи и софтуер да имат повече време и енергия за изучаване на IC продукти и подобряване на производителността на IC продукта.
В момента мащабът на IC индустрията в континентален Китай е сравнително малък, като представлява само малка част от глобалната IC индустрия. Като цяло китайската IC индустрия относително изостава от международния пазар по отношение на икономиката и технологиите. Напреднало ниво. През последните години Държавният съвет издаде съответни документи за развитието на IC индустрията, което до известна степен стимулира местните инвестиции в IC индустрията, като по този начин насърчи увеличаването на темпа на растеж на китайската IC индустрия.