1. Il processo del circuito integrato a singolo chip utilizza una serie completa di tecnologie di processo planare come macinazione, lucidatura, ossidazione, diffusione, fotolitografia, crescita epitassiale e evaporazione per produrre simultaneamente transistor, diodi, resistenze, condensatori e altri componenti su un piccolo wafer a cristallo singolo di silicio e utilizza alcune tecniche di isolamento per isolare ogni componente l'uno dall'altro in termini di prestazioni elettriche. Poi, uno strato di alluminio viene evaporato sulla superficie del wafer di silicio e inciso in un modello di interconnessione utilizzando la tecnologia fotolitografica, consentendo ai componenti di interconnettersi in un circuito completo secondo necessità e producendo un circuito integrato a semiconduttore monochip.

Circuito integrato a chip singolo

Con lo sviluppo di circuiti integrati a singolo chip da piccola a media scala a circuiti integrati su larga scala e ultra grande scala, è stata sviluppata anche la tecnologia di processo planare. Ad esempio, il doping per diffusione è sostituito dal processo di doping per impianto ionico; La litografia convenzionale UV si è sviluppata in una serie completa di tecnologie di microfabricazione, come la fabbricazione della piastra di esposizione del fascio di elettroni, l'incisione al plasma, la fresatura reattiva degli ioni, ecc; La crescita epitassiale adotta anche la tecnologia di epitassia del fascio molecolare ultra-alto vuoto; Facendo uso della tecnologia chimica di deposizione del vapore per fabbricare silicio policristallino, biossido di silicio e film di passivazione superficiale; Oltre ad utilizzare alluminio o oro, le linee sottili di interconnessione adottano anche processi come la deposizione chimica di vapore film sottili di silicio policristallino pesantemente dopati e film sottili di silicuro di metallo prezioso, nonché strutture di interconnessione multistrato.

Un circuito integrato a singolo chip è un circuito integrato che implementa autonomamente le funzioni del circuito unitario senza la necessità di componenti esterni. Per ottenere l'integrazione a singolo chip, è necessario affrontare l'integrazione di resistenze, condensatori e dispositivi di alimentazione difficili da miniaturizzare, nonché la questione dell'isolamento di ciascun componente l'uno dall'altro in termini di prestazioni del circuito.

2. il transistor, il diodo, la resistenza, il condensatore, l'induttore e altri componenti dell'intero circuito, così come le loro interconnessioni, sono tutti fatti di metallo, semiconduttore, ossido di metallo, varie fasi miste di metallo, leghe o film dielettrici isolanti con uno spessore di meno di 1 micron e sovrapposti dal processo di evaporazione sottovuoto, processo di sputtering e processo di galvanizzazione. Il circuito integrato realizzato da questo processo è chiamato circuito integrato a film sottile. Processo principale:

Circuito Integrato a Film Sottile

① Secondo il diagramma del circuito, prima dividerlo in diversi diagrammi funzionali dei componenti, quindi utilizzare il metodo di layout planare per convertirli in diagrammi di layout del circuito planare sul substrato e quindi utilizzare il metodo di fabbricazione della piastra fotografica per produrre modelli di rete di film spessi per la stampa serigrafica

② I processi principali per la produzione di reti di film spessi su substrati sono la stampa, la sinterizzazione e la sintonizzazione della resistenza. Il metodo di stampa comunemente usato è la serigrafia.

② Durante il processo di sinterizzazione, il legante organico si decompone completamente e evapora, e la polvere solida si scioglie, si decompone e si combina per formare un film denso e forte. La qualità e le prestazioni delle pellicole spesse sono strettamente correlate al processo di sinterizzazione e all'atmosfera ambientale; il tasso di riscaldamento dovrebbe essere lento per garantire la completa eliminazione della materia organica prima del flusso del vetro; Il tempo di sinterizzazione e la temperatura di picco dipendono dal liquame e dalla struttura della membrana utilizzata. Per evitare la rottura della pellicola spessa, anche la velocità di raffreddamento dovrebbe essere controllata. Il forno di sinterizzazione comunemente usato è il forno a tunnel.

② Per ottenere prestazioni ottimali delle reti a pellicola spessa, le resistenze devono essere regolate dopo la cottura. I metodi comuni di regolazione della resistenza includono sabbiatura, laser e regolazione dell'impulso di tensione.

3. la tecnologia del circuito integrato del film di spessore utilizza la stampa serigrafica per depositare resistenza, dielettrica e rivestimenti del conduttore su ossido di alluminio, ceramica dell'ossido di berillio, o substrati del carburo di silicio. Il processo di deposizione prevede l'utilizzo di una rete metallica fine per creare modelli di vari film. Questo modello è realizzato utilizzando metodi fotografici, e il lattice è utilizzato per bloccare i fori della rete in tutte le aree in cui non è depositato alcun rivestimento. Dopo la pulizia, il substrato dell'allumina viene stampato con rivestimento conduttivo per formare linee di connessione interne, aree di saldatura del terminale della resistenza, aree di adesione del chip, elettrodi inferiori del condensatore e film conduttori. Dopo l'essiccazione, le parti vengono cotte ad una temperatura compresa tra 750 e 950 ℃ per formare, evaporare l'adesivo, sintetizzare il materiale conduttore e quindi utilizzare i processi di stampa e cottura per produrre resistenze, condensatori, saltatori, isolatori e guarnizioni a colori. I dispositivi attivi sono fabbricati utilizzando processi quali saldatura eutettica bassa, saldatura a riflessione, saldatura a inversione di urto a basso punto di fusione, o piombo tipo fascio, e quindi montati su un substrato bruciato. I cavi sono quindi saldati per formare circuiti a film spessi.

circuito integrato a pellicola spessa

Lo spessore del film dei circuiti spessi del film è generalmente di 7-40 micron. Il processo di preparazione del cablaggio multistrato utilizzando la tecnologia a pellicola spessa è relativamente conveniente e la compatibilità della tecnologia multistrato è buona, che può migliorare notevolmente la densità di assemblaggio dell'integrazione secondaria. Inoltre, la spruzzatura al plasma, la spruzzatura a fiamma, i processi di stampa e incollaggio sono tutte nuove tecnologie di processo a film spessi. Simile ai circuiti integrati a pellicola sottile, i circuiti integrati a pellicola spessa utilizzano anche processi ibridi perché i transistor a pellicola spessa non sono ancora pratici.

4. caratteristiche di processo: I circuiti integrati del singolo chip e i circuiti integrati del film sottile e del film denso hanno ciascuno le proprie caratteristiche e possono completarsi a vicenda. La quantità di circuiti generali e circuiti standard è grande e i circuiti integrati a singolo chip possono essere utilizzati. Per circuiti a bassa domanda o non standard, viene generalmente utilizzato un processo ibrido, che prevede l'utilizzo di circuiti integrati monochip standardizzati e circuiti integrati ibridi con componenti attivi e passivi. I circuiti integrati di film spessi e film sottile si intersecano tra loro in determinate applicazioni. L'attrezzatura di processo utilizzata nella tecnologia a film spessi è relativamente semplice, la progettazione del circuito è flessibile, il ciclo di produzione è breve e la dissipazione del calore è buona. Pertanto, è ampiamente utilizzata nei circuiti con requisiti di tolleranza ad alta tensione, ad alta potenza e meno rigorosi per i componenti passivi. Inoltre, grazie alla facilità di realizzazione del cablaggio multistrato nel processo di produzione di circuiti a pellicola spessa, i chip di circuito integrato su larga scala possono essere assemblati in circuiti integrati su larga scala in applicazioni più complesse oltre le capacità dei circuiti integrati a chip singolo o multifunzionali possono anche essere assemblati in componenti multifunzionali o anche in piccole macchine.

5. Uso e precauzioni: (1) I circuiti integrati non possono superare i loro valori limite durante l'uso. Quando la tensione di alimentazione cambia di non più del 10% del valore nominale, i parametri elettrici devono rispettare i valori specificati. Quando l'alimentazione elettrica utilizzata nel circuito è accesa e spenta, non deve esserci tensione istantanea generata, altrimenti causerà il guasto del circuito.

(2) La temperatura di funzionamento dei circuiti integrati è generalmente compresa tra -30 ~ 85 ℃, e dovrebbero essere installati il più lontano possibile dalle fonti di calore.

(3) Quando si saldano manualmente circuiti integrati, non devono essere utilizzati saldatori con una potenza superiore a 45W e il tempo di saldatura continua non deve superare i 10 secondi.

(4) Per i circuiti integrati MOS, è necessario prevenire la rottura elettrostatica dell'induzione del cancello.

Quanto sopra è un'introduzione alla tecnologia dei circuiti integrati. Attualmente, i circuiti integrati a singolo chip non si stanno sviluppando solo verso una maggiore integrazione, ma anche verso circuiti ad alta potenza, lineari, ad alta frequenza e circuiti analogici. Tuttavia, in termini di circuiti integrati a microonde e circuiti integrati ad alta potenza, i circuiti integrati ibridi a film sottile e a film spesso presentano ancora vantaggi. Nella selezione specifica, vari tipi di circuiti integrati a singolo chip sono spesso combinati con processi di integrazione a film spessi e film sottile, in particolare i substrati di rete di resistori di precisione e condensatori di resistori sono collegati a substrati assemblati da resistenze a film spessi e bande di conduzione per formare un circuito complesso e completo. Quando necessario, singoli componenti ultra piccoli possono anche essere collegati per formare parti o l'intera macchina.