1. Proces jednoczesnego układu scalonego wykorzystuje kompletny zestaw płaskich technologii procesów, takich jak szlifowanie, polerowanie, utlenianie, dyfuzja, fotolitografia, wzrost epitaksyczny i parowanie, aby jednocześnie produkować tranzystory, diody, rezystory, kondensatory i inne komponenty na małym krzemowym płytce jednokrystalicznym i wykorzystuje pewne techniki izolacji, aby odizolować każdy komponent od siebie pod względem wydajności elektrycznej. Następnie warstwa aluminiowa jest odparowywana na powierzchni płytki krzemowej i trawiona w wzór połączeń przy użyciu technologii fotolitografii, pozwalając komponentom wzajemnie połączyć się w kompletny obwód w razie potrzeby i tworząc półprzewodnikowy układ scalony z jednym układem scalonym.

Jednoukładowy układ scalony

Wraz z rozwojem układów scalonych pojedynczego układu scalonego od małej do średniej skali do obwodów scalonych na dużą skalę i ultra dużą skalę opracowano również technologię procesu planarnego. Na przykład doping dyfuzyjny jest zastępowany procesem dopingowania jonowego; Litografia konwencjonalna UV rozwinęła się w kompletny zestaw technologii mikrofabrykacji, takich jak wytwarzanie płyt ekspozycyjnych wiązką elektronową, trawienie plazmowe, frezowanie reaktywne jonowe itp; Epitaksjalny wzrost przyjmuje również technologię epitaksji wiązki molekularnej ultrawysokiej próżni; Wykorzystanie technologii chemicznego osadzania pary do produkcji polikrystalicznego krzemu, dwutlenku krzemu i powierzchniowych warstw pasywacji; Oprócz użycia aluminium lub złota cienkie linie połączeń wzajemnych przyjmują również procesy, takie jak chemiczne osadzanie się parą mocno dotowane cienkie warstwy polikrystalicznego krzemu i cienkie warstwy krzemku metali szlachetnych, a także wielowarstwowe struktury połączeń.

Jednoukładowy układ scalony to układ scalony, który niezależnie realizuje funkcje układu scalonego bez konieczności stosowania komponentów zewnętrznych. Aby osiągnąć integrację z pojedynczym układem, konieczne jest zajęcie się integracją trudnych do miniaturyzacji rezystorów, kondensatorów i urządzeń zasilających, a także kwestią izolacji każdego komponentu od siebie pod względem wydajności obwodu.

2. Transzystor, dioda, rezystor, kondensator, induktor i inne elementy całego obwodu, a także ich połączenia, są wykonane z metalu, półprzewodnika, tlenku metalu, różnych faz mieszanych metali, stopów lub izolacyjnych warstw dielektrycznych o grubości mniej niż 1 mikron i nakładane przez proces parowania próżniowego, proces rozpylania i proces galwanizacji. Układ scalony wykonany w tym procesie nazywa się cienkowarstwowym układem scalonym. Główny proces:

000 @ 000 Cienkowarstwowy układ zintegrowany

① Zgodnie z schematem obwodu, najpierw podziel go na kilka schematów funkcjonalnych składników, a następnie użyj metody układu planarnego, aby przekonwertować je na planarne schematy układu obwodów na podłożu, a następnie użyj metody tworzenia płyt fotograficznych do produkcji szablonów sieci grubych warstw do sitodruku

② Głównymi procesami produkcji sieci grubowarstwowych na podłożach są drukowanie, spiekanie i dostrajanie oporu. Powszechnie stosowaną metodą druku jest sitodruk.

③ Podczas procesu spiekania spoiwo organiczne całkowicie się rozkłada i paruje, a stały proszek topi, rozkłada się i łączy się, tworząc gęstą i silną grubą warstwę. Jakość i wydajność grubych warstw są ściśle związane z procesem spiekania i atmosferą środowiskową.Szybkość ogrzewania powinna być powolna, aby zapewnić całkowitą eliminację materii organicznej przed przepływem szkła; Czas spiekania i temperatura szczytowa zależą od zastosowanej struktury gnoju i membrany. Aby zapobiec pęknięciu grubej warstwy, należy również kontrolować szybkość chłodzenia. Powszechnie stosowanym piecem spiekającym jest piec tunelowy.

④ Aby osiągnąć optymalną wydajność sieci grubowarstwowych, rezystory muszą być regulowane po wypalaniu. Wspólne metody regulacji oporu obejmują piaskowanie, laser i regulację impulsu napięcia.

3. Grubowarstwa technologia układu scalonego wykorzystuje sitodruk do osadzania powłok rezystancyjnych, dielektrycznych i przewodnikowych na tlenku glinu, ceramice tlenku berylu lub podłożach węglika krzemu. Proces osadzania polega na wykorzystaniu drobnej siatki drucianej do tworzenia wzorów różnych folii. Ten wzór wykonany jest metodami fotograficznymi, a lateks jest używany do blokowania otworów siatki w dowolnych miejscach, w których nie osadza się powłoka. Po czyszczeniu podłoże glinu jest drukowane powłoką przewodzącą w celu utworzenia wewnętrznych linii połączeniowych, obszarów lutowania końcowego rezystora, obszarów adhezji chipów, elektrod dolnych kondensatora i folii przewodników. Po wyschnięciu części są pieczone w temperaturze od 750 do 950 ℃, aby utworzyć, odparować klej, spiekać materiał przewodnika, a następnie używać procesów drukowania i wypalania do produkcji rezystorów, kondensatorów, złączy, izolatorów i uszczelnień kolorowych. Urządzenia aktywne są produkowane przy użyciu procesów takich jak spawanie niskiej eutektyczności, lutowanie odblaskowe, lutowanie uderzeniowe o niskim punkcie topnienia lub ołów typu wiązki, a następnie montowane na spalonym podłożu, a następnie lutowane są w celu utworzenia obwodów grubowarstwowych.

000 @ 000 grubowarstwowy układ scalony

Grubość warstwy obwodów grubowarstwowych wynosi zazwyczaj 7-40 mikronów. Proces przygotowywania okablowania wielowarstwowego przy użyciu technologii grubowarstwowej jest stosunkowo wygodny, a kompatybilność technologii wielowarstwowej jest dobra, co może znacznie poprawić gęstość montażu wtórnej integracji. Ponadto opryskiwanie plazmowe, natryskiwanie płomieniem, drukowanie i wklejanie są nowymi technologiami procesu grubowarstwowego. Podobnie jak cienkowarstwowe układy scalone, grubowarstwowe układy scalone wykorzystują również procesy hybrydowe, ponieważ tranzystory grubowarstwowe nie są jeszcze praktyczne.

4. Charakterystyka procesu: Pojedynczy układ scalony oraz cienkowarstwowe i grubowarstwowe układy scalone mają swoje własne cechy i mogą się nawzajem uzupełniać. Ilość obwodów ogólnych i obwodów standardowych jest duża, a można stosować układy scalone z jednym układem. W przypadku układów o niskim zapotrzebowaniu lub niestandardowych zazwyczaj stosuje się proces hybrydowy, który polega na wykorzystaniu standardowych układów scalonych jednocześnie i hybrydowych układów scalonych z aktywnymi i pasywnymi komponentami. Grubowarstwowe i cienkowarstwowe układy scalone przecinają się ze sobą w niektórych zastosowaniach. Sprzęt procesowy stosowany w technologii grubych warstw jest stosunkowo prosty, konstrukcja obwodu jest elastyczna, cykl produkcyjny jest krótki, a rozpraszanie ciepła jest dobre.Dlatego jest szeroko stosowany w obwodach o wysokim napięciu, wysokiej mocy i mniej rygorystycznych wymaganiach tolerancji dla komponentów pasywnych. Ponadto, ze względu na łatwość osiągnięcia okablowania wielowarstwowego w procesie produkcji obwodów grubowarstwowych, duże układy scalone mogą być montowane w ultra duże układy scalone w bardziej złożonych zastosowaniach wykraczających poza możliwości układów scalonych z pojedynczym lub wielofunkcyjne układy scalone mogą być również montowane w wielofunkcyjne komponenty lub nawet małe maszyny.

5. Stosowanie i środki ostrożności: (1) Obwody zintegrowane nie mogą przekraczać ich wartości granicznych podczas użytkowania. Gdy napięcie zasilacza zmienia się nie więcej niż 10% wartości znamionowej, parametry elektryczne powinny być zgodne z określonymi wartościami. Gdy zasilacz używany w obwodzie jest włączany i wyłączany, nie może być generowany chwilowe napięcie, w przeciwnym razie spowoduje to awarię obwodu.

(2) Temperatura robocza układów scalonych wynosi zazwyczaj między -30~85 ℃, i powinny być instalowane jak najdalej od źródeł ciepła.

(3) Podczas ręcznego lutowania układów scalonych nie należy używać lutownic o mocy większej niż 45W, a czas lutowania ciągłego nie powinien przekraczać 10-sekund.

(4) W przypadku układów scalonych MOS konieczne jest zapobieżenie awarii indukcyjnej bramy elektrostatycznej.

Powyższe jest wprowadzeniem do technologii układów scalonych. Obecnie układy scalone pojedynczego układu rozwijają się nie tylko w kierunku wyższej integracji, ale także w kierunku układów liniowych o wysokiej mocy, wysokiej częstotliwości i układów analogowych. Jednak pod względem mikrofalowych układów scalonych i układów scalonych o dużej mocy hybrydowe układy scalone cienkowarstwowe i grubowarstwowe nadal mają zalety. W określonym wyborze różne rodzaje układów scalonych z jednym układem są często łączone z procesami integracji grubowarstwy i cienkiej warstwy, zwłaszcza precyzyjne podłoże sieci rezystorowej i kondensatorów rezystorowych są dołączane do podłoży zmontowanych z rezystorów grubowarstwowych i pasm przewodzących w celu utworzenia złożonego i kompletnego obwodu. W razie potrzeby poszczególne ultra małe komponenty mogą być nawet podłączone do części formowych lub całej maszyny.