Преглед
На полупроводничкој подлози, постоји: мноштво јастучића распоређених на ивици блока кола и мноштво јастучића који се протежу од блока кола до између јастучића Вишеструко ожичење; вишеструки јастучићи су повезани са спољним водовима полупроводничког интегрисаног кола, а вишеструко ожичење се користи да следи када је други блок кола обезбеђен на главној површини полупроводничке подлоге Ожичење повезано са ожичењем другог блока кола је формиран тако да има облик који се може повезати са ожичењем из другог блока кола.
Полупроводничка интегрисана кола су основни уређаји електронских производа, а развој њихове индустријске технологије директно је везан за ниво развоја електроенергетске индустрије. У погледу укупне ситуације, технолошки напредак индустрије полупроводника је у одређеној мери промовисао развој индустрије у настајању, укључујући фотонапонску индустрију, индустрију полупроводничке расвете и индустрију равних дисплеја, итд., и промовисао побољшање понуде ланац узводне и низводне индустрије индустрије полупроводничких интегрисаних кола. , И оптимизовати еколошко окружење у одређеној мери. Стога, јачање истраживања и истраживања технологије индустрије полупроводничких интегрисаних кола има важан практични значај.
Мере обезбеђења квалитета
Осигурање процеса
1) Контрола сировина. Укључујући контролу маски, хемијских реагенса, фоторезиста, посебно силицијумских материјала и других сировина. Контрола не користи само традиционалну методу појединачне инспекције, већ такође користи технологију статистичке контроле процеса (СПЦ) за кључне сировине како би се обезбедио висок квалитет сировина и конзистентност доброг квалитета.
2) Контрола опреме за обраду. Поред употребе напредне опреме за процесну обраду, треба спроводити и рутинско одржавање и превентивно одржавање опреме. Истовремено треба пратити кључне параметре опреме и успоставити СПЦ моделе контроле параметара опреме за анализу и контролу ако је потребно.
3) Контрола процеса. Укључујући СПЦ контролу кључних параметара процеса, анализу способности процеса, дизајн 6σ, итд., уз успостављање метода инспекције процеса за кључне аспекте процесне обраде, као што су инспекција рупица и пукотина у оксидном слоју, инспекција покретних металних јона, и инспекција метала Инспекција стабилности слоја, итд. Поред тога, гаранција процеса би такође требало да укључи обуку и процену оператера, контролу чистоће животне средине и успостављање напредних информационих система за управљање квалитетом производње.
Гаранција дизајна
1) Конвенционална технологија пројектовања поузданости. Укључујући редундантни дизајн, дизајн смањења вредности, анализу осетљивости, дизајн централне оптимизације вредности итд.
2) Технологија пројектовања уређаја за главне начине квара. Укључујући рационално пројектовање структуре уређаја, геометријских параметара и физичких параметара за главне начине квара као што су ефекат врућег носача и ефекат затварања.
3) Гаранција дизајна процеса за главне начине отказа. Укључујући усвајање нове процесне технологије и прилагођавање параметара процеса ради побољшања поузданости чипова полупроводничких интегрисаних кола.
4) Технологија компјутерске симулације поузданости чипа полупроводничког интегрисаног кола. У исто време пројектовања кола, структура кола, распоред распореда и параметри карактеристике поузданости се користе као улаз, а поузданост кола се анализира компјутерском симулацијом. На основу резултата анализе може се предвидети ниво поузданости кола, одређују се правила пројектовања која треба усвојити у пројектовању поузданости и проналазити слабе карике у поузданости кола и дизајна распореда.
Производни процес
Интегрисано коло је интегрисало језгро микрорачунара на силиконском чипу величине око 5мм×5мм, који садржи више од 10.000 компоненти. Типичан процес производње интегрисаних кола приказан је на слици 1. Са слике 1 се може видети да Н+ПН транзистор, отпорник састављен од дифузионог региона П-типа и кондензатор састављен од капацитивности Н+П споја имају истовремено су произведени на силиконској плочици, а повезани су металном алуминијумском траком. Повезани заједно. У ствари, на обично коришћеној силиконској плочици пречника 75 мм (која је развијена на φ=125 мм ~ 150 мм), постојаће 3.000.000 таквих компоненти, које чине стотине кола, подсистема или система. Кроз серију процеса као што су оксидација, фотолитографија, дифузија или имплантација јона, испаравање хемијским таложењем или распршивање, све компоненте целог кола, њихова изолација и обрасци металне везе се производе на једној плочици слој по слој. Изнад, формирајући тродимензионалну мрежу. Међутим, десетине или чак стотине таквих силицијумских плочица се могу обрадити истовремено, тако да се хиљаде таквих кола могу добити у једној серији. Овако висока ефикасност је управо технички и економски разлог брзог развоја интегрисаних кола.
Ова тродимензионална мрежа може имати низ различитих функција кола и системских функција, у зависности од тополошке графике и процесних спецификација сваког слоја. Под одређеним технолошким спецификацијама, углавном се контролише тополошким узорком сваког слоја, а тополошки образац сваког слоја је одређен сваком маском за фотојеткање. Стога је дизајн фотолитографске маске кључ за производњу интегрисаних кола. Почиње од функционалних захтева система или кола, дизајнира се у складу са стварним могућим параметрима процеса, а компјутер му помаже да заврши дизајн и производњу маске.
Након што је чип произведен, он се прегледа, а затим се чипови на силицијумском чипу одсецају један по један, а чипови који испуњавају захтеве перформанси се пакују на шкољку како би формирали комплетно интегрисано коло.
Класификација
Ако се интегрисана кола разликују по транзисторима који чине основу њихових кола, постоје две врсте биполарних интегрисаних кола и МОС интегрисаних кола. Први је заснован на планарним транзисторима биполарног споја (слика 2), а други је заснован на МОС транзисторима са ефектом поља. Слика 3 приказује процес производње типичног силиконског гејта Н-каналног МОС интегрисаног кола. Уопштено говорећи, предности биполарних интегрисаних кола су већа брзина, али недостаци су нижа интеграција и већа потрошња енергије; док МОС интегрисана кола имају једноставнији процес, већу интеграцију и већу потрошњу енергије због самоизолације МОС уређаја. Ниже, недостатак је што је брзина спорија. Различити нови уређаји и структуре кола су се недавно појавиле у развоју искоришћавања њихових предности и превазилажења сопствених недостатака.
Интегрисана кола се класификују према функцијама кола. Могу постојати математичка логичка кола заснована на гејт кола и линеарна кола заснована на појачавачима. Овај други је спорији од првог због штетне интеракције између полупроводничке подлоге и радних компоненти. У исто време, микроталасна интегрисана кола која се користе у микроталасним пећницама и оптичка интегрисана кола на бази ИИИ-В сложених полупроводничких ласера и водова за оптичка влакна су такође у развоју.
Поред материјала на бази силицијума за полупроводничка интегрисана кола, галијум арсенид је такође важан материјал. Интегрисана кола направљена са њим као основним материјалом могу да раде на ред величине веће од оне код силицијумских интегрисаних кола. Широки изгледи за развој.
Из перспективе целокупне категорије интегрисаних кола, поред полупроводничких интегрисаних кола, постоје коло с дебелим филмом и кола са танким филмом.
① Коло дебелог филма. Користећи керамику као подлогу, пасивне компоненте и жице за међусобно повезивање се припремају процесним методама као што су сито штампа и синтеровање, а затим се мешају и склапају са компонентама као што су транзистори, диоде, чипови интегрисаних кола и дискретни кондензатори.
②Коло танког филма. Постоје пуне филмске и мешане тачке. Такозвано коло пуног филма односи се на све активне компоненте, пасивне компоненте и проводнике међусобне везе потребне за формирање комплетног кола, а сви су направљени на изолационој подлози поступком танког филма. Међутим, филмски транзистори имају лоше перформансе и кратак животни век, што их чини тешким за практичну употребу. Стога се танкослојно коло углавном односи на хибридно коло танког филма. Користи вакуумско испаравање и распршивање и другу технологију танког филма и технологију фотолитографије да користи метале, легуре и оксиде за производњу отпорника, кондензатора и међуспојева на стаклокерамичким или керамичким подлогама (дебљина филма углавном не прелази 1 микрон), и затим се склапа са једним или више транзисторских уређаја и чиповима интегрисаног кола велике густине.
У поређењу са монолитним интегрисаним колима, кола дебелог филма и танког филма имају своје карактеристике и међусобно се допуњују. Кола са дебелим филмом се углавном користе у пољима велике снаге; док се танкослојна кола углавном користе у високофреквентним и високо прецизним апликацијама. Међусобно продирање и комбинација технологије монолитних интегрисаних кола и хибридне технологије интегрисаних кола, као и развој система интегрисаних кола ултра великих размера и пуне функције, постали су важан правац за развој интегрисаних кола.
Тренд развоја
Што се тиче стварног развоја технологије ИЦ индустрије, смањење стопе раста интеграције ИЦ неће довести до стагнације микроелектронске индустрије. ИЦ индустрија може да оствари модеран развој у смислу разноврсности производа и перформанси производа. Уз континуирани развој ИЦ индустрије, ИЦ производи могу боље задовољити стварне потребе тржишта. Дизајнери ИЦ индустрије могу дизајнирати и производити ИЦ производе на основу стварних потреба индустријских купаца, а затим покренути различите ИЦ производе и осигурати њихове функције. Добити одређени степен оптимизације. Истовремено; током развоја ИЦ индустрије, могу се уложити напори да се смање трошкови производње постојеће процесне опреме, како би се промовисао уравнотежен и стабилан развој ИЦ индустрије. Из друге перспективе, успоравање стопе раста интеграције ИЦ-а подстакло је програмере рачунарских система и софтвера да имају више времена и енергије за проучавање ИЦ производа и побољшање перформанси ИЦ производа.
Тренутно је обим индустрије ИЦ у континенталној Кини релативно мали, чинећи само мали део глобалне индустрије ИЦ. Генерално, кинеска ИЦ индустрија релативно заостаје за међународним тржиштем у економском и технолошком смислу. Напредни ниво. Последњих година, Државни савет је издао релевантне документе о развоју индустрије ИЦ, што је у одређеној мери стимулисало домаћу индустрију ИЦ, чиме је промовисало повећање стопе раста кинеске индустрије ИЦ.