1. proces integriranega vezja z enim čipom uporablja celoten nabor ravninskih procesnih tehnologij, kot so brušenje, poliranje, oksidacija, difuzija, fotolitografija, epitaksialna rast in izhlapevanje, da hkrati izdeluje tranzistorje, diode, upore, kondenzatorje in druge komponente na majhni silicijevi enokristalni rezine in uporablja določene tehnike izolacije za izolacijo vsake komponente drug od druge v smislu električne zmogljivosti. Nato se aluminijasta plast izhlapi na površini silicijeve rezine in jedka v medsebojni vzorec z uporabo fotolitografske tehnologije, kar omogoča, da se komponente medsebojno povežejo v celotno vezje po potrebi in proizvajajo polprevodniško integrirano vezje z enim čipom.

Integrirano vezje z enim čipom

Z razvojem enočipov integriranih vezij od majhnega do srednjega obsega do velikega in ultra velikega obsega integriranih vezij je bila razvita tudi ravninska procesna tehnologija. Na primer, difuzijsko doping se nadomesti s postopkom ionske implantacije dopinga; UV konvencionalna litografija se je razvila v celoten nabor mikroproizvodnih tehnologij, kot so izdelava plošč za izpostavljanje elektronskega žarka, jedkanje plazme, reaktivno ionsko rezkanje itd; Epitaksialna rast uporablja tudi ultravisoko vakuumsko molekularno epitaksijo tehnologijo; uporaba tehnologije kemičnega odlaganja pare za izdelavo polikristalnega silicija, silicijevega dioksida in površinskih pasivacijskih filmov; Poleg uporabe aluminija ali zlata medsebojne tanke linije sprejemajo tudi procese, kot so kemično odlaganje s hlapom močno dopirane tanke folije polikristalnega silicija in tanke folije silicidnega silicida plemenitih kovin ter večplastne medsebojne strukture.

Integrirano vezje z enim čipom je integrirano vezje, ki neodvisno izvaja funkcije enotnega vezja brez potrebe po zunanjih komponentah. Za dosego integracije z enim čipom je treba obravnavati integracijo uporov, kondenzatorjev in napajalnih naprav, ki jih je težko miniaturizirati, pa tudi vprašanje izolacije vsake komponente drug od drugega v smislu zmogljivosti vezja.

2. tranzistor, dioda, upor, kondenzator, induktor in druge komponente celotnega vezja, kot tudi njihove medsebojne povezave, so vsi izdelani iz kovine, polprevodnika, kovinskega oksida, različnih mešanih kovin, zlitin ali izolacijskih dielektričnih filmov z debelino manj kot 1 mikron in prekrivajo se s postopkom vakuumskega izhlapevanja, postopkom sputteringa in postopkom galvanizacije. Integrirano vezje, izdelano s tem procesom, se imenuje tankoplastno integrirano vezje. Glavni proces:

Thin Film integrirano vezje

① Glede na diagram vezja ga najprej razdelite na več funkcionalnih diagramov komponent, nato uporabite metodo ravninske postavitve, da jih pretvorite v diagrame ravninske postavitve vezja na podlagi, nato pa uporabite metodo izdelave fotografskih plošč za izdelavo debelih filmskih omrežnih predlog za sitotisk

② Glavni procesi za izdelavo debelih filmskih omrežij na substratih so tiskanje, sintranje in uglaševanje upora. Najpogosteje uporabljena metoda tiskanja je sitotisk.

① Med postopkom sintranja se organsko vezivo popolnoma razgradi in izhlape, trdni prah pa se stopi, razgradi in združuje, da tvori gosto in močno debelo folijo. Kakovost in učinkovitost debelih folij sta tesno povezana s procesom sintranja in okoljsko atmosfero, hitrost segrevanja pa mora biti počasna, da se zagotovi popolna odstranitev organskih snovi pred steklom; Čas sintranja in najvišja temperatura sta odvisna od uporabljene gnojevke in membranske strukture. Da bi preprečili razpokanje debelega filma, je treba nadzorovati tudi hitrost hlajenja. Pogosto uporabljana peč za sintranje je tunelna peč.

① Za doseganje optimalne zmogljivosti debelih filmskih omrežij je treba upore po vžiganju prilagoditi. Pogoste metode nastavitve upora vključujejo peskanje, laser in nastavitev napetostnega impulza.

Tehnologija integriranega vezja debelega filma uporablja sitotisk za odpornost proti odlaganju, dielektrične in prevodniške premaze na aluminijev oksid, keramiko berilijevega oksida ali substrate silicijevega karbida. Postopek odlaganja vključuje uporabo fine žične mreže za ustvarjanje vzorcev različnih filmov. Ta vzorec je izdelan s fotografskimi metodami, lateks pa se uporablja za blokiranje mrežnih lukenj na katerih koli področjih, kjer ni naložena prevleka. Po čiščenju se substrat iz aluminijevega oksida natisne s prevodnim premazom, da se oblikujejo notranje povezovalne linije, območja spajkanja uporovnih terminalov, območja adhezije čipov, spodnje elektrode kondenzatorja in prevodniške filme. Po sušenju se deli pečejo pri temperaturi med 750 in 950 ℃ za oblikovanje, izhlapevanje lepila, sintranje prevodniškega materiala in nato uporabljajo postopke tiskanja in žganja za proizvodnjo uporov, kondenzatorjev, skakalcev, izolatorjev in barvnih tesnil. Aktivne naprave se izdelujejo s postopki, kot so nizko evtektično varjenje, odbojno spajkanje, nizko tališče inverzijske udarce ali svinec tipa žarka, nato pa se namestijo na zgorelo podlago, nato pa se vodi spajkajo, da se oblikujejo debeleslojna vezja.

debeleslojno integrirano vezje

Debelina filma debelih filmskih vezj je običajno 7-40 mikronov. Postopek priprave večplastnega ožičenja s tehnologijo debelega filma je relativno priročen, združljivost večplastne tehnologije pa je dobra, kar lahko močno izboljša gostoto sestavljanja sekundarne integracije. Poleg tega so plazemsko brizganje, plamensko brizganje, tiskanje in lepljenje nove tehnologije procesa debelega filma. Podobno kot integrirana vezja s tanko plastjo, debeleplastna integrirana vezja uporabljajo tudi hibridne procese, saj debeleplastni tranzistorji še niso praktični.

4. značilnosti procesa: Enojna integrirana vezja s tankim in debeloslojnim integriranim vezjem imajo vsak svoje značilnosti in se lahko medsebojno dopolnjujejo. Količina splošnih vezj in standardnih vezj je velika, uporabljamo pa se lahko integrirana vezja z enim čipom. Za nizko povpraševanje ali nestandardna vezja se običajno uporablja hibridni proces, ki vključuje uporabo standardiziranih integriranih vezj z enim čipom in hibridnih integriranih vezj z aktivnimi in pasivnimi komponentami. Debela folija in tanka folija integrirana vezja se v določenih aplikacijah medsebojno križata. Procesna oprema, ki se uporablja v tehnologiji debelega filma, je relativno preprosta, zasnova vezja je fleksibilna, proizvodni cikel je kratek in odvajanje toplote je dobro, zato se pogosto uporablja v vezjih z visokonapetostjo, visoko močjo in manj strogimi tolerančnimi zahtevami za pasivne komponente. Poleg tega je zaradi enostavnosti doseganja večplastnega ožičenja v proizvodnem procesu debeleslojnih vezj mogoče velike čipe integriranega vezja sestaviti v ultra velika integrirana vezja v kompleksnejših aplikacijah, ki presegajo zmogljivosti integriranih vezj z enim ali večnamenske integrirane vezje z enim čipom, lahko sestavimo tudi v večnamenske komponente ali celo majhne stroje.

5. Uporaba in previdnostni ukrepi: (1) Integrirana vezja med uporabo ne smejo presegati mejnih vrednosti. Kadar se napetost napajalnika spremeni za največ 10% nazivne vrednosti, morajo biti električni parametri skladni z navedenimi vrednostmi. Ko je napajalnik, ki se uporablja v tokokrogu, vklopljen in izklopljen, ne sme biti trenutne napetosti, sicer bo povzročilo, da se tokokrog razgradi.

(2) Delovna temperatura integriranih vezj je običajno med -30 ~ 85 ℃, in jih je treba namestiti čim dlje od virov toplote.

(3) Pri ročnem spajkanju integriranih vezj se ne sme uporabljati spajkalnikov z močjo, večjo od 45W, neprekinjeni čas spajkanja pa ne sme presegati 10 sekund.

(4) Za integrirana vezja MOS je treba preprečiti elektrostatično indukcijsko okvaro vrat.

Zgoraj navedeno je uvod v tehnologijo integriranega vezja. Trenutno se enočipna integrirana vezja ne razvijajo le v smeri višje integracije, temveč tudi v smeri visokozmogljivih, linearnih, visokofrekvenčnih vezj in analognih vezj. Vendar pa imajo v smislu mikrovalovnih integriranih vezj in integriranih vezj visoke moči tankoplastna in debeleslojna hibridna integrirana vezja še vedno prednosti. Pri specifični izbiri so različne vrste integriranih vezj z enim čipom pogosto kombinirane s procesi integracije debelega filma in tankega filma, zlasti natančno uporniško omrežje in uporniški kondenzatorski mrežni substrati so pritrjeni na substrate, sestavljene iz debelega filma uporov in prevodnih pasov, da tvorijo kompleksno in celotno vezje. Po potrebi je mogoče posamezne ultra majhne komponente priključiti celo v dele ali celoten stroj.