1.Az integrált áramkörökről
1.1 Az integrált áramkörök fogalma és születése
Integrált áramkör (IC): olyan eszköz, amely egyesíti az aktív eszközöket, például tranzisztorokat és diódákat passzív alkatrészekkel, például ellenállásokkal és kondenzátorokkal, speciális feldolgozási technikák segítségével.
Olyan áramkör vagy rendszer, amely egy félvezető (például szilícium vagy vegyületek, például gallium-arzenid) lapkára van „integrálva” bizonyos áramkörök összekapcsolása szerint, majd héjba csomagolva meghatározott funkciókat lát el.
1958-ban Jack Kilby, aki a Texas Instruments (TI) elektronikus berendezéseinek miniatürizálásáért volt felelős, felvetette az integrált áramkörök ötletét:
"Mivel minden alkatrész, például kondenzátorok, ellenállások, tranzisztorok stb. készíthető egy anyagból, úgy gondoltam, hogy lehetséges lenne ezeket egy darab félvezető anyagból elkészíteni, majd összekapcsolni őket egy teljes áramkör kialakításához."
Kilby 1958. szeptember 12-én és szeptember 19-én fejezte be a fáziseltolásos oszcillátor és a trigger gyártását és bemutatását, jelezve az integrált áramkör megszületését.
2000-ben Kilby fizikai Nobel-díjat kapott. A Nobel-díj Bizottság egyszer megjegyezte, hogy Kilby „lerakta a modern információs technológia alapjait”.
Az alábbi képen Kilby és integrált áramköri szabadalma látható:
1.2 Félvezetőgyártási technológia fejlesztése
Az alábbi ábra a félvezetőgyártás technológia fejlődési szakaszait mutatja be: 
1.3 Integrált áramkör-ipari lánc
A félvezetőipari lánc összetétele (főleg integrált áramkörök, beleértve a diszkrét eszközöket is) a fenti ábrán látható:
- Fabless: Olyan cég, amely gyártósor nélkül tervez termékeket.
- IDM: Integrated Device Manufacturer, Integrated Device Manufacturer, Integrated Device Manufacturer;
- IP: Áramköri modul gyártója;
- EDA: Electronic Design Automatic, elektronikus tervezési automatizálás, a cég elsősorban tervezőeszközöket biztosít;
- Öntöde; Ostyaöntöde, chipgyártási szolgáltatások nyújtása;
- Csomagoló és tesztelő öntödei cégek: főként Fabless és IDM kiszolgálással;
- Anyag- és speciális berendezéseket gyártó cégek: elsősorban forgácsgyártó cégek számára biztosítják a szükséges anyagokat, berendezéseket.
A félvezető technológiával előállított fő termékek az integrált áramkörök és a diszkrét félvezető eszközök.
Az integrált áramkörök fő termékei a következők:
- Alkalmazásspecifikus szabványos alkatrészek (ASSP);
- Mikroprocesszor egység (MPU);
- Memória
- Alkalmazásspecifikus integrált áramkör (ASIC);
- Analóg áramkör;
- Általános logikai áramkör (Logical Circuit).
A félvezető diszkrét eszközök fő termékei közé tartozik:
- Dióda;
- Tranzisztor;
- Tápegység;
- Nagyfeszültségű készülék;
- Mikrohullámú készülék;
- Optoelektronika;
- Érzékelő készülék (Sensor).
2. Integrált áramkör gyártási folyamat
2.1 Chip gyártás
Egy szilícium ostyán több tucat vagy akár több tízezer specifikus chip készíthető egyszerre. A szilícium ostyán lévő chipek száma a termék típusától és az egyes chipek méretétől függ.
A szilícium lapkákat általában szubsztrátumoknak nevezik. A szilícium lapkák átmérője az évek során nőtt, a kezdeti 1 hüvelyk alattiról a mára általánosan használt 12 hüvelykre (körülbelül 300 mm-re), és átálláson megy keresztül 14 hüvelykre vagy 15 hüvelykre.
A chipek gyártása általában öt szakaszra oszlik: szilícium lapka előkészítése, szilícium lapka gyártása, chip tesztelése/kiszedés, összeszerelés és csomagolás, valamint végső tesztelés.
(1)Szilícium ostya előkészítése:
Az alapanyag előállításához a szilíciumot homokból vonják ki és tisztítják. Speciális eljárással megfelelő átmérőjű szilícium tuskákat állítanak elő. A bugákat ezután vékony szilíciumlapkákra vágják mikrochipek készítéséhez.
Az ostyákat speciális specifikációk szerint készítik el, például a regisztrációs él követelmények és a szennyezettségi szintek szerint.
(2)Szilícium lapka gyártás:
A chipgyártásnak is nevezett csupasz szilíciumlapka megérkezik a szilíciumlapka-gyártó üzembe, majd különböző tisztítási, filmképzési, fotolitográfiai, maratási és adalékolási lépéseken megy keresztül. A feldolgozott szilícium ostya teljes integrált áramkörkészlettel rendelkezik, amely tartósan a szilícium lapkára van maratva.
(3)Szilícium lapkák tesztelése és kiválasztása:
A szilícium ostya gyártása után a szilícium lapkák a tesztelési/válogatási területre kerülnek, ahol az egyes chipeket szondázzák és elektromosan tesztelik. Az elfogadható és nem elfogadható chipeket ezután kiválogatják, és a hibás chipeket megjelölik.
(4)Összeszerelés és csomagolás:
Az ostya tesztelése/válogatása után az ostyák az összeszerelési és csomagolási lépésbe kerülnek, hogy az egyes chipeket egy védőcső-csomagolásba csomagolják. Az ostya hátoldalát csiszolják, hogy csökkentsék az aljzat vastagságát.
Minden ostya hátuljára vastag műanyag fóliát erősítenek, majd egy gyémántvégű fűrészlappal szétválasztják az egyes ostyákon lévő forgácsokat az elülső oldalon lévő írásvonalak mentén.
A szilícium ostya hátoldalán lévő műanyag fólia megakadályozza, hogy a szilícium chip leessen. Az összeszerelő üzemben a jó forgácsot préselik vagy evakuálják, hogy összeszerelő csomagot képezzenek. Később a chipet műanyag vagy kerámia héjba zárják.
(5)Utolsó teszt:
A chip működőképességének biztosítása érdekében minden becsomagolt integrált áramkört tesztelnek, hogy megfeleljen a gyártó elektromos és környezeti jellemzőinek követelményeinek. A végső tesztelés után a chipet elküldik a vevőnek összeszerelés céljából egy erre a célra kialakított helyen.
2.2 Folyamatosztály
Az integrált áramkör gyártási folyamatait általában a következőkre osztják:
Front-end: A front-end folyamat általában az eszközök, például a tranzisztorok gyártási folyamatára vonatkozik, főként az elválasztás, a kapuszerkezet, a forrás és a lefolyó, az érintkezőnyílások stb.
Háttér: A háttérfolyamat főként olyan összekötő vonalak kialakítására vonatkozik, amelyek elektromos jeleket továbbíthatnak a chipen lévő különböző eszközökhöz, főleg olyan folyamatokat foglalnak magukban, mint például az összekötő vonalak közötti dielektromos lerakódás, a fémvezetékek kialakítása és az ólompárna kialakítása.
Középső szakasz: A tranzisztorok teljesítményének javítása érdekében a fejlett technológiájú csomópontok 45 nm/28 nm után nagy k értékű kapudielektrikumokat és fémkapu eljárásokat használnak, és a tranzisztorforrás és a leeresztő szerkezet előkészítése után cserekapu-eljárásokat és helyi összekapcsolási folyamatokat adnak hozzá. Ezek a folyamatok a front-end folyamat és a háttérfolyamat között helyezkednek el, és a hagyományos folyamatokban nem használatosak, ezért ezeket középső fázisú folyamatoknak nevezzük.
Általában az érintkezőfuratok előkészítési folyamata jelenti a választóvonalat a front-end folyamat és a háttérfolyamat között.
Érintkező lyuk: a szilícium lapkába függőlegesen maratott lyuk az első réteg fém összekötő vezeték és a hordozóeszköz összekötésére. Fémmel, például volfrámmal van feltöltve, és az eszköz elektródáját a fém összekötő réteghez vezeti.
Lyukon keresztül: Ez az összekötő útvonal két szomszédos fém összekötő vezetékréteg között, amelyek a két fémréteg közötti dielektromos rétegben helyezkednek el, és általában fémekkel, például rézzel vannak kitöltve.
Tág értelemben:
Front-end folyamat: Tágabb értelemben az integrált áramkörök gyártásának magában kell foglalnia a tesztelést, a csomagolást és egyéb lépéseket is. A teszteléssel és csomagolással összehasonlítva az alkatrész- és összekapcsolásgyártás az integrált áramkörök gyártásának első része, amelyet együttesen front-end folyamatoknak nevezünk;
Háttérfolyamat: A tesztelést és a csomagolást háttérfolyamatoknak nevezzük.
3. Függelék
SMIF: szabványos mechanikus interfész
AMHS: Automatizált anyagátadási rendszer
OHT: Fej feletti emelőátvitel
FOUP: elöl nyíló Unified Pod, kizárólag 12 hüvelykes (300 mm-es) ostyák
Ami még fontosabb,Semicera tud nyújtanigrafit alkatrészek, puha/merev filc,szilícium-karbid alkatrészek, CVD szilícium-karbid alkatrészek, ésSiC/TaC bevonatú alkatrészekteljes félvezető eljárással 30 nap alatt.Őszintén várjuk, hogy hosszú távú partnere lehessünk Kínában.
Feladás időpontja: 2024. augusztus 15