1. Procesul de circuit integrat cu un singur cip utilizează un set complet de tehnologii de proces planar, cum ar fi măcinarea, lustruirea, oxidarea, difuzia, fotolitografia, creșterea epitaxială și evaporarea pentru a fabrica simultan tranzistoare, diode, rezistențe, condensatoare și alte componente pe un wafer de siliciu unic cristal mic și utilizează anumite tehnici de izolare pentru a izola fiecare componentă de cealaltă în ceea ce privește performanța electrică. Apoi, un strat de aluminiu este evaporat pe suprafața plachetei de siliciu și gravat într-un model de interconectare folosind tehnologia fotolitografiei, permițând componentelor să se interconecte într-un circuit complet, după cum este necesar, și producând un circuit integrat semiconductor cu un singur cip.

Circuit integrat cu un singur cip

Odată cu dezvoltarea circuitelor integrate cu un singur cip de la scară mică la medie la scară mare și ultra mare, a fost dezvoltată, de asemenea, tehnologia proceselor planare. De exemplu, dopajul prin difuzie este înlocuit cu procesul de dopare prin implantare ionică; Litografia convențională UV s-a dezvoltat într-un set complet de tehnologii de microfabricare, cum ar fi fabricarea plăcilor de expunere cu fascicul de electroni, gravarea plasmei, frezarea reactivă a ionilor etc; Creșterea epitaxială adoptă, de asemenea, tehnologia de epitaxie cu fascicul molecular de vid ultra-înalt; Utilizarea tehnologiei chimice de depunere a vaporilor pentru fabricarea siliciului policristalin, dioxidului de siliciu și filmelor de pasivare a suprafeței; În plus față de utilizarea aluminiului sau a aurului, liniile subțiri de interconectare adoptă, de asemenea, procese precum depunerea chimică a vaporilor, filme subțiri de siliciu policristalin puternic dopate și filme subțiri de siliciu metalic prețios, precum și structuri de interconectare multistrat.

Un circuit integrat cu un singur cip este un circuit integrat care implementează independent funcțiile circuitului unității fără a fi nevoie de componente externe. Pentru a realiza integrarea cu un singur cip, este necesar să se abordeze integrarea rezistențelor, condensatoarelor și dispozitivelor de alimentare dificil de miniaturizat, precum și problema izolării fiecărei componente în ceea ce privește performanța circuitului.

2. Tranzistorul, dioda, rezistența, condensatorul, inductorul și alte componente ale întregului circuit, precum și interconectările acestora, sunt toate realizate din metal, semiconductor, oxid metalic, diferite faze metalice amestecate, aliaje sau filme dielectrice izolante cu o grosime mai mică de 1 micron și suprapuse de procesul de evaporare în vid, procesul de pulverizare și procesul de galvanizare. Circuitul integrat realizat prin acest proces se numește circuit integrat cu film subțire. Procesul principal:

Circuit integrat cu film subțire

① În conformitate cu diagrama circuitului, îl împărțiți mai întâi în mai multe diagrame funcționale ale componentelor, apoi utilizați metoda de aspect planar pentru a le converti în diagrame planare de aspect circuit pe substrat și apoi utilizați metoda de fabricare a plăcii fotografice pentru a produce șabloane de rețea de film gros pentru imprimarea serigrafică

② Principalele procese pentru fabricarea rețelelor de film gros pe substraturi sunt imprimarea, sinterizarea și reglarea rezistenței. Metoda de imprimare frecvent utilizată este imprimarea serigrafică.

② În timpul procesului de sinterizare, liantul organic se descompune complet și se evaporă, iar pulberea solidă se topește, se descompune și se combină pentru a forma o peliculă groasă densă și puternică. Calitatea și performanța filmelor groase sunt strâns legate de procesul de sinterizare și atmosfera de mediu. Rata de încălzire ar trebui să fie lentă pentru a asigura eliminarea completă a materiei organice înainte de curgerea sticlei; Timpul de sinterizare și temperatura de vârf depind de structura de nămol și membrană utilizată. Pentru a preveni fisurarea peliculei groase, trebuie controlată și rata de răcire. Cuptorul de sinterizare utilizat în mod obișnuit este cuptorul tunel.

② Pentru a obține performanța optimă a rețelelor de film gros, rezistențele trebuie ajustate după ardere. Metodele comune de ajustare a rezistenței includ sablarea, laserul și reglarea impulsului de tensiune.

3. Tehnologia circuitelor integrate cu film gros utilizează imprimarea serigrafică pentru a depune rezistență, dielectrică și acoperiri conductoare pe oxid de aluminiu, ceramică oxid de beriliu sau substraturi de carbură de siliciu. Procesul de depunere implică utilizarea unei plase fine de sârmă pentru a crea modele de diferite filme. Acest model este realizat folosind metode fotografice, iar latexul este folosit pentru a bloca găurile de plasă în orice zone în care nu se depune acoperire. După curățare, substratul de aluminiu este imprimat cu acoperire conductivă pentru a forma linii de conectare interne, zone de lipire a terminalului rezistenței, zone de aderență a cipurilor, electrozi de jos ai condensatorului și filme conductoare. După uscare, piesele sunt coapte la o temperatură cuprinsă între 750 și 950 ℃ pentru a forma, evapora adezivul, sinteriza materialul conductorului și apoi utiliza procese de imprimare și ardere pentru a produce rezistențe, condensatoare, jumpere, izolatoare și etanșări de culoare. Dispozitivele active sunt fabricate folosind procese cum ar fi sudarea eutectică scăzută, lipirea cu reflexie, lipirea cu inversare la punct de topire scăzut sau plumbul tip fascicul, apoi montate pe un substrat ars. Conductele sunt apoi lipite pentru a forma circuite de film gros.

circuit integrat cu film gros

Grosimea filmului circuitelor de film groase este, în general, de 7-40 microni. Procesul de pregătire a cablajului cu mai multe straturi utilizând tehnologia filmului gros este relativ convenabil, iar compatibilitatea tehnologiei cu mai multe straturi este bună, ceea ce poate îmbunătăți considerabil densitatea de asamblare a integrării secundare. În plus, pulverizarea cu plasmă, pulverizarea cu flacără, imprimarea și lipirea sunt tehnologii noi de proces de peliculă groasă. Similar circuitelor integrate cu film subțire, circuitele integrate cu film gros utilizează, de asemenea, procese hibride, deoarece tranzistorii cu film gros nu sunt încă practice.

Caracteristicile procesului: Circuitele integrate cu un singur cip și circuitele integrate cu film subțire și film gros au fiecare caracteristici proprii și se pot completa reciproc. Cantitatea de circuite generale și circuite standard este mare, iar circuitele integrate cu un singur cip pot fi utilizate. Pentru circuite cu cerere redusă sau non-standard, se utilizează în general un proces hibrid, care implică utilizarea de circuite integrate standardizate cu un singur cip și circuite integrate hibride cu componente active și pasive. Filmul gros și circuitele integrate cu film subțire se intersectează între ele în anumite aplicații. Echipamentul de proces utilizat în tehnologia filmului gros este relativ simplu, designul circuitului este flexibil, ciclul de producție este scurt, iar disiparea căldurii este bună. Prin urmare, este utilizat pe scară largă în circuite cu cerințe de toleranță de înaltă tensiune, mare putere și mai puțin stricte pentru componentele pasive. În plus, datorită ușurinței realizării cablării pe mai multe straturi în procesul de fabricație a circuitelor cu film gros, cipurile de circuite integrate la scară largă pot fi asamblate în circuite integrate la scară ultra mare în aplicații mai complexe dincolo de capacitățile circuitelor integrate cu un singur cip. Chipurile de circuite integrate cu un singur cip sau multifuncționale pot fi, de asemenea, asamblate în componente multifuncționale sau chiar mașini mici.

5. Utilizare și precauții: (1) Circuitele integrate nu sunt permise să depășească valorile limită în timpul utilizării. Când tensiunea de alimentare cu energie se schimbă cu cel mult 10% din valoarea nominală, parametrii electrici trebuie să respecte valorile specificate. Atunci când sursa de alimentare utilizată în circuit este pornită și oprită, nu trebuie să existe nicio tensiune instantanee generată, altfel va determina circuitul să se rupă.

(2) Temperatura de funcționare a circuitelor integrate este în general între -30 ~ 85 ℃, iar acestea ar trebui instalate cât mai departe posibil de sursele de căldură.

(3) La lipirea manuală a circuitelor integrate, nu trebuie utilizate fiare de lipit cu o putere mai mare de 45W, iar timpul de lipire continuă nu trebuie să depășească 10 secunde.

(4) Pentru circuitele integrate MOS, este necesar să se prevină defectarea inducției electrostatice a porții.

Cele de mai sus reprezintă o introducere în tehnologia circuitelor integrate. În prezent, circuitele integrate cu un singur cip nu se dezvoltă doar către o integrare mai mare, ci și către circuite liniare, de înaltă frecvență și circuite analogice. Cu toate acestea, în ceea ce privește circuitele integrate cu microunde și circuitele integrate de mare putere, circuitele integrate hibride cu film subțire și cu film gros au încă avantaje. În selecția specifică, diferite tipuri de circuite integrate cu un singur cip sunt adesea combinate cu procese de integrare cu film gros și film subțire, în special substraturile rețelei de rezistență de precizie și ale rețelei de condensatori de rezistență sunt atașate la substraturi asamblate din rezistențe cu film gros și benzi de conducție pentru a forma un circuit complex și complet. Atunci când este necesar, componentele individuale ultra mici pot fi chiar conectate pentru a forma piese sau întreaga mașină.