Den integrerade kretsprocessen med ett enda chip använder en komplett uppsättning planära processtekniker såsom slipning, polering, oxidation, diffusion, fotolitografi, epitaxial tillväxt och avdunstning för att samtidigt tillverka transistorer, dioder, motstånd, kondensatorer och andra komponenter på en liten kisel enkristall wafer, och använder vissa isoleringstekniker för att isolera varje komponent från varandra i termer av elektrisk prestanda. Därefter avdunstas ett aluminiumskikt på kiselplattans yta och etsas i ett sammanlänkningsmönster med hjälp av fotolitografiteknik, vilket gör det möjligt för komponenterna att sammanlänka till en komplett krets efter behov, och producerar en halvledar enda chip integrerad krets.

Integrerad krets med ett chip

I och med utvecklingen av integrerade kretsar med ett chip från liten till medelstor skala till storskalig och ultrastor skala integrerade kretsar har även planprocessteknik utvecklats. Exempelvis ersätts diffusionsdopning med jonimplantationsdopningsprocess. UV konventionell litografi har utvecklats till en komplett uppsättning mikrofabrikationstekniker, såsom elektronstråle exponeringsplatta tillverkning, plasmaetsning, reaktiv jonfräsning etc. Epitaxial tillväxt antar också ultrahög vakuummolekylär strålepitaxi teknik; Använda kemisk ångdepositionsteknik för att tillverka polykristallint kisel, kiseldioxid och ytpassiveringsfilmer; Förutom att använda aluminium eller guld antar de sammankopplade tunna linjerna också processer som kemisk ångdeposition tungt dopade polykristallint kiseltunna filmer och ädelmetallsilikidtunna filmer, liksom flerskiktiga sammanlänkningsstrukturer.

En integrerad krets med ett chip är en integrerad krets som självständigt genomför enhetskretsfunktioner utan behov av externa komponenter. För att uppnå single-chip integration är det nödvändigt att ta itu med integrationen av motstånd, kondensatorer och kraftenheter som är svåra att miniatyrisera, samt frågan om att isolera varje komponent från varandra när det gäller kretsprestanda.

2. Transistor, diod, motstånd, kondensator, induktor och andra komponenter i hela kretsen, liksom deras sammanlänkningar, är alla gjorda av metall, halvledare, metalloxid, olika metallblandade faser, legeringar eller isolerande dielektriska filmer med en tjocklek av mindre än 1 mikron, och överlappas av vakuumavdunstningsprocess, sputteringsprocess och elektropläteringsprocess. Den integrerade kretsen som görs av denna process kallas en tunnfilms integrerad krets. Huvudprocess:

Thin Film Integrated Circuit

① Enligt kretsdiagrammet, dela först upp det i flera funktionella komponentdiagram, använd sedan den plana layoutmetoden för att konvertera dem till plana kretslayoutdiagram på substratet och använd sedan den fotografiska platttillverkningsmetoden för att producera tjockfilmsnätverksmallar för skärmutskrift

② De viktigaste processerna för tillverkning av tjockfilmsnätverk på substrat är utskrift, sintring och motståndsjustering. Den vanligaste tryckmetoden är screentryck.

② Under sintringsprocessen sönderdelas det organiska bindemedlet helt och avdunstar, och det fasta pulvret smälter, sönderdelas och kombineras för att bilda en tät och stark tjock film. Tjockfilmernas kvalitet och prestanda är nära förknippade med sintringsprocessen och miljöatmosfären.Uppvärmningshastigheten bör vara långsam för att säkerställa fullständig eliminering av organiskt material innan glasflödet. Sintringstiden och topptemperaturen beror på den gödsel- och membranstruktur som används. För att förhindra sprickor av den tjocka filmen bör kylhastigheten också kontrolleras. Den vanligaste sintringsugnen är tunnelugn.

② För att uppnå optimal prestanda hos tjockfilmsnätverk måste motstånden justeras efter eldning. Vanliga motståndsjusteringsmetoder inkluderar sandblästring, laser och spänningsjustering.

3.Tjockfilms integrerade kretsteknik använder screentryck för att deponera motstånd, dielektriska och ledarbeläggningar på aluminiumoxid, berylliumoxidkeramik eller kiselkarbidsubstrat. Depositionsprocessen innebär att man använder ett fint trådnät för att skapa mönster av olika filmer. Detta mönster görs med hjälp av fotografiska metoder, och latex används för att blockera näthålen i alla områden där ingen beläggning deponeras. Efter rengöring skrivs aluminiumsubstratet ut med ledande beläggning för att bilda interna anslutningslinjer, motståndsplintlödningsområden, spånvidhäftningsområden, kondensatorbottenelektroder och ledarfilmer. Efter torkning bakas delarna vid en temperatur mellan 750 och 950 ℃ för att bilda, avdunsta limmet, sintra ledarmaterialet och sedan använda utskrifts- och eldningsprocesser för att producera motstånd, kondensatorer, jumpers, isolatorer och färgtätningar. Aktiva enheter tillverkas med hjälp av processer som låg eutektisk svetsning, reflexlödning, låg smältpunkt bump inversion lödning, eller stråltyp bly, och monteras sedan på ett bränt substrat. Ledarna lödas sedan för att bilda tjockfilmskretsar.

tjock film integrerad krets

Filmtjockleken på tjocka filmkretsar är i allmänhet 7-40 mikron. Processen att förbereda flerskiktssladdning med tjockfilmsteknik är relativt bekväm, och kompatibiliteten med flerskiktsteknik är bra, vilket avsevärt kan förbättra monteringstätheten för sekundär integration. Dessutom är plasmasprutning, flamsprutning, tryck och klistring processer alla nya tekniker för tjockfilmsprocess. I likhet med integrerade tunnfilmskretsar använder integrerade tjockfilmskretsar också hybridprocesser eftersom tjockfilmstransistorer ännu inte är praktiska.

Processegenskaper: Single chip integrerade kretsar och tunnfilm och tjockfilm integrerade kretsar har var och en sina egna egenskaper och kan komplettera varandra. Mängden allmänna kretsar och standardkretsar är stor, och integrerade kretsar med enkelchip kan användas. För kretsar med låg efterfrågan eller icke-standard används vanligtvis en hybridprocess, vilket innebär att standardiserade integrerade kretsar med ett chip och hybridintegrerade kretsar med aktiva och passiva komponenter används. Integrerade kretsar med tjockfilm och tunnfilm korsar varandra i vissa tillämpningar. Processutrustningen som används i tjockfilmsteknik är relativt enkel, kretsdesignen är flexibel, produktionscykeln är kort och värmeavledningen är bra.Därför används den ofta i kretsar med högspänning, hög effekt och mindre stränga toleranskrav för passiva komponenter. Dessutom kan storskaliga integrerade kretskretsar monteras i ultrastorskaliga integrerade kretsar i mer komplexa tillämpningar utöver kapaciteten hos integrerade kretsar med ett enda chip. Enkel- eller multifunktionella integrerade kretskretsar med ett chip kan också monteras i multifunktionella komponenter eller till och med små maskiner.

5. Användning och försiktighetsåtgärder: (1) Integrerade kretsar får inte överskrida sina gränsvärden under användning. När strömförsörjningsspänningen ändras med högst 10% av det nominella värdet, bör de elektriska parametrarna uppfylla de angivna värdena. När strömförsörjningen som används i kretsen är påslagen och avstängd får ingen omedelbar spänning genereras, annars kommer det att orsaka att kretsen bryts ner.

(2) Driftstemperaturen för integrerade kretsar är generellt mellan -30 ~ 85 ℃, och de bör installeras så långt bort från värmekällor som möjligt.

(3) Vid manuell lödning av integrerade kretsar bör lödstrån med en effekt större än 45W inte användas, och kontinuerlig lödtid bör inte överstiga 10 sekunder.

(4) För MOS integrerade kretsar är det nödvändigt att förhindra elektrostatisk induktion av grind.

Ovanstående är en introduktion till integrerad kretsteknik. För närvarande utvecklas integrerade kretsar med enkelchip inte bara mot högre integration, utan också mot högeffekts-, linjära-, högfrekventa kretsar och analoga kretsar. När det gäller integrerade kretsar för mikrovågsugnar och integrerade kretsar med hög effekt har dock integrerade kretsar för tunnfilm och tjockfilm fortfarande fördelar. I specifikt urval kombineras ofta olika typer av integrerade kretsar med en chip med tjockfilm och tunnfilmsintegrationsprocesser, särskilt precisionsresistornätverk och resistorkondensatornätsubstrat är anslutna till substrat monterade från tjockfilmsmotstånd och ledningsband för att bilda en komplex och komplett krets. Vid behov kan enskilda ultrasmå komponenter till och med anslutas till delar eller hela maskinen.