1. Le processus de circuit intégré monolithique utilise un ensemble complet de techniques de processus planaires telles que le broyage, le polissage, l'oxydation, la diffusion, la lithographie, la croissance épitaxiale, l'évaporation et d'autres pour fabriquer simultanément des transistors, des diodes, des résistances et des capacités sur un petit morceau de silicium monocristallin, et utilise une certaine technologie d'isolation pour isoler les éléments les uns des autres dans leurs propriétés électriques. La couche d'aluminium est ensuite évaporée à la surface de la plaquette de silicium et gravée en un graphique d'interconnexion par photolithographie, de sorte que les éléments sont interconnectés en circuits complets au besoin, en circuits intégrés monolithiques semi - conducteurs.

Circuit intégré monolithique

Avec le développement de circuits intégrés monolithiques à petite et moyenne échelle à des circuits intégrés à grande échelle et à très grande échelle, la technologie de processus planaire a également évolué. Par example, le dopage par diffusion est remplacé par un procédé de dopage par implantation ionique; La lithographie conventionnelle par lumière ultraviolette se développe dans un ensemble complet de techniques de traitement micro - fin, telles que la fabrication de plaques par exposition au faisceau d'électrons, la gravure au plasma, le fraisage ionique réactif, etc.; La croissance épitaxiale utilise à son tour la technique d'épitaxie par faisceau moléculaire sous ultra - vide; Fabrication de silicium polycristallin, de dioxyde de silicium et de films de passivation de surface par un procédé de dépôt chimique en phase vapeur; En plus d'utiliser de l'aluminium ou de l'or, les fils fins d'interconnexion utilisent également un film mince de silicium polycristallin fortement dopé par dépôt chimique en phase vapeur et un film mince de siliciure de métal noble, ainsi que des processus tels que la structure d'interconnexion multicouche.

Un circuit intégré monolithique est un circuit intégré qui implémente indépendamment la fonction de circuit unitaire, sans nécessiter de composant externe. Pour réaliser une intégration monolithique, il est nécessaire de résoudre certains problèmes d'intégration de résistances, de composants capacitifs et de dispositifs de puissance qui ne sont pas facilement micro - miniaturisés, ainsi que d'isoler les composants les uns des autres sur les performances du circuit.

Processus de circuit intégré à couche mince l'ensemble du circuit de transistors, de diodes, de résistances, de capacités et d'inductances et d'autres éléments interconnectés entre eux, le tout avec des métaux d'épaisseur inférieure à 1 micron, des semi - conducteurs, des oxydes métalliques, de nombreuses phases mixtes métalliques, des alliages ou des couches minces de médias isolants, et est constitué par superposition de processus tels que l'évaporation sous vide, la pulvérisation et le placage. Les circuits intégrés réalisés avec ce procédé sont appelés circuits intégrés à couches minces. Processus principaux:

circuits intégrés à film mince

① selon le schéma de circuit d'abord divisé plusieurs diagrammes de composants fonctionnels, puis converti en plan plan plan de configuration du circuit sur le substrat, puis la méthode de la plaque photographique pour produire un modèle de réseau de film épais pour la sérigraphie

② les principaux processus de fabrication d'un réseau de film épais sur un substrat sont l'impression, le frittage et le réglage de la résistance. La méthode d'impression couramment utilisée est la sérigraphie.

③ dans le processus de frittage, le liant organique se décompose complètement et se volatilise, la poudre solide fond, se décompose et se combine pour former un film épais dense et robuste. La qualité et les propriétés du film épais sont étroitement liées au processus de frittage et à l'atmosphère ambiante, et la vitesse de montée en température doit être lente pour garantir l'exclusion complète des matières organiques avant l'écoulement du verre; Le temps de frittage et la température de pointe dépendent de la structure de la couche de boue et de membrane utilisée. Pour éviter la fissuration du film épais, la vitesse de refroidissement doit également être contrôlée. Le four de frittage couramment utilisé est un four tunnel.

④ pour que le réseau de film épais atteigne des performances optimales, la résistance est brûlée et la résistance doit être ajustée après. Les méthodes courantes de réglage de la résistance sont le sablage, le laser et le réglage des impulsions de tension, etc.

3. Le procédé de circuit intégré à film épais utilise un procédé d'impression par sérigraphie pour déposer des peintures résistives, diélectriques et conductrices sur un substrat d'alumine, de céramique d'oxyde de béryllium ou de carbure de silicium. Le processus de précipitation est l'utilisation d'une petite section de treillis métallique, la fabrication de modèles de divers films. Ce modèle est fait par des méthodes photographiques, partout où la peinture n'est pas déposée, les mailles sont bloquées avec du latex. Le substrat d'alumine après le nettoyage imprime la peinture conductrice pour faire le fil de connexion interne, la zone de soudure de terminaison de résistance, la zone d'adhésion de puce, l'électrode inférieure du condensateur et le film conducteur. Après séchage de la pièce, à une température comprise entre 750 et 950 ℃, la formation de la cuisson, la volatilisation du liant, le frittage du matériau conducteur, puis l'impression et le processus de cuisson pour produire la résistance, la capacité, la jonction, l'isolant et la couche de couleur. Les dispositifs actifs sont fabriqués par des procédés tels que le soudage eutectique faible, le soudage par refusion, le soudage par inversion à point convexe à faible point de fusion ou les conducteurs de type poutre, puis montés sur un substrat cuit, les conducteurs soudés deviennent un circuit à film épais.

circuits intégrés à film épais

L'épaisseur de la couche de membrane d'un circuit à membrane épaisse est généralement de 7 à 40 microns. Le processus de préparation du câblage multicouche avec le processus de film épais est relativement pratique, la compatibilité du processus multicouche est bonne et peut grandement améliorer la densité d'assemblage de l'intégration secondaire. En outre, la pulvérisation plasma, la pulvérisation à la flamme, le processus d'impression, etc. sont de nouvelles technologies de processus de film épais. À l'instar des circuits intégrés à couche mince, les circuits intégrés à couche épaisse ne sont pas encore pratiques en raison des transistors à couche épaisse, en fait, ils utilisent également un processus hybride.

4. Caractéristiques du processus circuits intégrés monolithiques et circuits intégrés à film mince et à film épais ces trois méthodes de processus ont chacune des caractéristiques et peuvent se compléter mutuellement. Le nombre de circuits universels et de circuits standard est grand et peut adopter un circuit intégré monolithique. Besoin d'une petite quantité ou d'un circuit non standard, généralement choisi de manière hybride, c'est - à - dire en utilisant un circuit intégré monolithique normalisé, plus un circuit intégré hybride de composants actifs et passifs. Les circuits intégrés à film mince et épais sont croisés dans certaines applications. L'équipement de processus utilisé pour le processus de film épais est relativement facile, la conception du circuit est flexible, le cycle de production est court et la dissipation de chaleur est bonne, de sorte que la haute tension, la puissance élevée et les tolérances des composants passifs sont plus largement utilisées dans les circuits moins exigeants. En outre, comme les circuits à couche épaisse sont faciles à réaliser dans la fabrication de processus de câblage multicouche, dans des applications plus complexes au - delà des capacités des circuits intégrés monolithiques, les puces de circuits intégrés à grande échelle peuvent être assemblées en circuits intégrés à très grande échelle, et les puces de circuits intégrés monolithiques à fonction unique ou multifonctions peuvent être assemblées en composants multifonctionnels ou même en petites machines complètes.

5. Utilisation et précautions (1) les circuits intégrés ne sont pas autorisés à dépasser les valeurs limites lorsqu'ils sont utilisés et les paramètres électriques doivent être conformes aux valeurs prescrites lorsque la tension d'alimentation ne varie pas de plus de 10% de la valeur nominale. Le circuit électrique ne doit pas avoir de génération de tension instantanée lorsque l'alimentation électrique utilisée est allumée et éteinte, sinon le circuit sera claqué.

(2) La température d'utilisation du circuit intégré est généralement comprise entre - 30 ~ 85 ℃, lors de l'installation du système, essayez de rester à l'écart de la source de chaleur.

(3) les circuits intégrés, s'ils sont soudés à la main, ne doivent pas utiliser de fer à souder électrique de plus de 45 W, le temps de soudage continu ne doit pas dépasser 10 S.

(4) pour les circuits intégrés mos, pour empêcher le claquage de l'induction électrostatique de la grille.

Voici la présentation du processus des circuits intégrés. À l'heure actuelle, les circuits intégrés monolithiques, en plus du développement vers des niveaux d'intégration plus élevés, évoluent également vers des circuits haute puissance, linéaires, haute fréquence et analogiques. Cependant, dans les circuits intégrés à micro - ondes, les circuits intégrés de plus grande puissance, les circuits intégrés hybrides à couche mince et épaisse ont également une supériorité. Dans le choix spécifique, il est courant de combiner divers types de circuits intégrés monolithiques et de films épais et de processus d'intégration de films minces, en particulier le réseau résistif de précision et le substrat de réseau capacitif sont collés sur un substrat constitué d'une résistance de film épais et d'une bande conductrice, montés dans un circuit complexe et complet. Si nécessaire, il peut même être associé à des éléments individuels ultra - miniatures, composant des composants ou une machine complète.