1. Het geïntegreerde circuitproces met één chip maakt gebruik van een volledige reeks planaire procestechnologieën zoals malen, polijsten, oxidatie, diffusie, fotolithografie, epitaxiale groei en verdamping om tegelijkertijd transistors, dioden, weerstanden, condensatoren en andere componenten op een kleine silicium enkelkristallen wafer te vervaardigen, en gebruikt bepaalde isolatietechnieken om elk onderdeel van elkaar in termen van elektrische prestaties te isoleren. Vervolgens wordt een aluminiumlaag verdampt op het oppervlak van de siliciumwafer en geëtst in een interconnectiepatroon met behulp van fotolithografietechnologie, waardoor de componenten naar behoefte kunnen worden verbonden in een volledig circuit en een halfgeleider single-chip geïntegreerd circuit worden geproduceerd.

Geïntegreerd circuit met één chip

Met de ontwikkeling van single-chip geïntegreerde schakelingen van klein tot middelgroot tot grootschalige en ultra grootschalige geïntegreerde schakelingen is ook planaire procestechnologie ontwikkeld. Zo wordt diffusiedopping vervangen door ionenimplantatiedopingproces; UV conventionele lithografie heeft zich ontwikkeld tot een volledige reeks microfabricagetechnologieën, zoals het maken van elektronenstraalblootstellingsplaten, plasma etsen, reactief ionenmelen, enz; Epitaxiale groei keurt ook ultra-high vacuüm moleculaire straalepitaxie technologie goed; Het gebruik van chemische dampdepositietechnologie om polykristallijn silicium, siliciumdioxide en oppervlaktepassivieringsfilms te vervaardigen; Naast het gebruik van aluminium of goud, keuren de dunne lijnen onderling ook processen zoals chemische dampdepositie zwaar gedopede polykristallijne silicium dunne films en edelmetaalsilicide dunne films, evenals meerlaagse interconnectiestructuren goed.

Een single-chip geïntegreerd circuit is een geïntegreerd circuit dat onafhankelijk unit circuit functies implementeert zonder de noodzaak van externe componenten. Om single-chip integratie te bereiken, is het noodzakelijk om de integratie van weerstanden, condensatoren en vermogensapparaten die moeilijk te miniaturiseren zijn aan te pakken, evenals het probleem van het isoleren van elk onderdeel van elkaar in termen van circuitprestaties.

2. De transistor, diode, weerstand, condensator, inductor en andere componenten van het gehele circuit, evenals hun onderlinge verbindingen, zijn allemaal gemaakt van metaal, halfgeleider, metaaloxide, verschillende metalen gemengde fasen, legeringen of isolerende diëlektrische films met een dikte van minder dan 1 micron, en overlapt door vacuümverdampingsproces, sputterproces en galvaniserend proces. Het geïntegreerde circuit dat door dit proces wordt gemaakt, wordt een dunne film geïntegreerd circuit genoemd. Hoofdproces:

000 @ 000 Thin Film Integrated Circuit

① Volgens het circuitdiagram, verdeel het eerst in verschillende functionele componentdiagrammen, gebruik dan de planaire lay-outmethode om ze om te zetten in planaire circuitlay-outdiagrammen op het substraat, en gebruik dan de fotografische plaatmakingsmethode om dikke filmnetwerksjablonen voor zeefdruk te produceren

② De belangrijkste processen voor het vervaardigen van dikke filmnetwerken op substraten zijn afdrukken, sinteren en weerstandsafstemming. De veelgebruikte drukmethode is zeefdruk.

③ Tijdens het sinterproces, ontbindt het organische bindmiddel volledig en verdampt, en het vaste poeder smelt, ontbindt en combineert om een dichte en sterke dikke film te vormen. De kwaliteit en prestaties van dikke films zijn nauw gerelateerd aan het sinterproces en de omgevingsatmosfeer.De verwarmingssnelheid moet traag zijn om de volledige eliminatie van organisch materiaal voordat het glas stroomt te verzekeren; De sintertijd en piektemperatuur hangen af van de gebruikte modder- en membraanstructuur. Om scheuren van de dikke film te voorkomen, moet ook de koelsnelheid worden gecontroleerd. De veelgebruikte sinteroven is de tunneloven.

④ Om optimale prestaties van dikke filmnetwerken te bereiken, moeten weerstanden na het vuren worden aangepast. Gemeenschappelijke weerstandsaanpassingsmethoden omvatten zandstralen, laser en spanningspulsemaanpassing.

3. Dikke film geïntegreerde circuittechnologie gebruikt zeefdruk om weerstand, diëlektrische en geleidercoatings op aluminiumoxide, berylliumoxide keramiek of siliciumcarbide substraten neer te zetten. Het depositieproces omvat het gebruik van een fijn gaas om patronen van verschillende films te creëren. Dit patroon wordt gemaakt met behulp van fotografische methoden, en latex wordt gebruikt om de gaasgaten te blokkeren in gebieden waar geen coating wordt afgezet. Na reiniging wordt het aluminiumsubstraat afgedrukt met geleidende coating om interne verbindingslijnen, weerstandsaansluitsoldeergebieden, chipadhesiegebieden, condensator bodemelektroden en geleiderfilms te vormen. Na het drogen, worden de delen gebakken bij een temperatuur tussen 750 en 950 ℃ om te vormen, verdampen de lijm, sinteren het geleidermateriaal, en gebruiken dan druk- en brandprocessen om weerstanden, condensatoren, jumpers, isolatoren, en kleurafdichtingen te produceren. Actieve apparaten worden vervaardigd met behulp van processen zoals laag eutectisch lassen, reflectie solderen, laag smeltpunt bump inversie solderen, of straaltype lood, en vervolgens gemonteerd op een verbrand substraat. De kabels worden vervolgens gesoldeerd om dikke filmcircuits te vormen.

000 @ 000 dikke film geïntegreerde schakeling

De filmdikte van dikke filmcircuits is over het algemeen 7-40 microns. Het proces van het voorbereiden van meerlaagse bedrading met behulp van dikke filmtechnologie is relatief handig, en de compatibiliteit van meerlaagse technologie is goed, wat de assemblagedichtheid van secundaire integratie aanzienlijk kan verbeteren. Daarnaast zijn plasmaspuiten, vlamspuiten, druk- en plakprocessen allemaal nieuwe dikfilmprocestechnologieën. Net als dunne film geïntegreerde circuits gebruiken dikke film geïntegreerde circuits ook hybride processen omdat dikke film transistors nog niet praktisch zijn.

4. Procescarakteristieken: Enige chip geïntegreerde circuits en dunne film en dikke film geïntegreerde circuits hebben elk hun eigen kenmerken en kunnen elkaar aanvullen. De hoeveelheid algemene circuits en standaardcircuits is groot, en single-chip geïntegreerde circuits kunnen worden gebruikt. Voor low-demand of niet-standaard circuits wordt over het algemeen een hybride proces gebruikt, waarbij gestandaardiseerde single-chip geïntegreerde circuits en hybride geïntegreerde circuits met actieve en passieve componenten worden gebruikt. Dikfilm en dunne film geïntegreerde circuits kruisen elkaar in bepaalde toepassingen. De procesapparatuur die wordt gebruikt in dikke filmtechnologie is relatief eenvoudig, het circuitontwerp is flexibel, de productiecyclus is kort en de warmteafvoer is goed. Daarom wordt het veel gebruikt in circuits met hoge spanning, hoog vermogen en minder strenge tolerantievereisten voor passieve componenten. Bovendien, vanwege het gemak van het bereiken van meerlaagse bedrading in het productieproces van dikke filmcircuits, kunnen grootschalige geïntegreerde circuitchips worden geassembleerd tot ultra grootschalige geïntegreerde circuits in complexere toepassingen buiten de mogelijkheden van single-chip geïntegreerde circuits.Enkele of multifunctionele single-chip geïntegreerde circuitchips kunnen ook worden geassembleerd in multifunctionele componenten of zelfs kleine machines.

5. Gebruik en voorzorgsmaatregelen: (1) Geïntegreerde circuits mogen hun grenswaarden tijdens gebruik niet overschrijden. Wanneer de voedingsspanning met ten hoogste 10% van de nominale waarde verandert, moeten de elektrische parameters voldoen aan de gespecificeerde waarden. Wanneer de voeding die in het circuit wordt gebruikt in- en uitgeschakeld, mag er geen momentane spanning worden gegenereerd, anders zal het circuit uitvallen.

(2) De werkende temperatuur van geïntegreerde circuits is over het algemeen tussen -30~85 ℃, en zij zouden zo ver mogelijk van warmtebronnen moeten worden geïnstalleerd.

(3) Bij het handmatig solderen van geïntegreerde circuits moeten soldeerbouten met een vermogen groter dan 45W niet worden gebruikt, en de ononderbroken soldeertijd mag 10 seconden niet overschrijden.

(4) Voor MOS geïntegreerde circuits, is het noodzakelijk om de elektrostatische inductieafbraak van de poort te voorkomen.

Het bovenstaande is een introductie tot geïntegreerde circuittechnologie. Momenteel ontwikkelen single-chip geïntegreerde circuits zich niet alleen naar hogere integratie, maar ook naar high-power, lineaire, hoogfrequente circuits en analoge circuits. Echter, in termen van microgolf geïntegreerde circuits en high-power geïntegreerde circuits, dunne film en dikke film hybride geïntegreerde circuits hebben nog steeds voordelen. In specifieke selectie worden verschillende soorten single-chip geïntegreerde circuits vaak gecombineerd met dikke film en dunne film integratieprocessen, met name precisieweerstandsnetwerk en weerstandscondensator netwerksubstraten worden bevestigd aan substraten die uit dikke filmweerstanden en geleidingsbanden zijn geassembleerd om een complex en compleet circuit te vormen. Indien nodig kunnen afzonderlijke ultrakleine componenten zelfs worden aangesloten op vormdelen of de hele machine.