1. O integrovaných obvodoch
1.1 Koncepcia a zrod integrovaných obvodov
Integrovaný obvod (IC): označuje zariadenie, ktoré kombinuje aktívne zariadenia, ako sú tranzistory a diódy, s pasívnymi komponentmi, ako sú odpory a kondenzátory, prostredníctvom série špecifických techník spracovania.
Obvod alebo systém, ktorý je „integrovaný“ na doštičke polovodiča (ako je kremík alebo zlúčeniny, ako je arzenid gália) podľa určitých prepojení obvodov a potom zabalený v obale, aby vykonával špecifické funkcie.
V roku 1958 Jack Kilby, ktorý bol zodpovedný za miniaturizáciu elektronických zariadení v Texas Instruments (TI), navrhol myšlienku integrovaných obvodov:
"Keďže všetky komponenty, ako sú kondenzátory, rezistory, tranzistory atď., môžu byť vyrobené z jedného materiálu, myslel som si, že by bolo možné vyrobiť ich na kuse polovodičového materiálu a potom ich prepojiť, aby vytvorili úplný obvod."
12. septembra a 19. septembra 1958 dokončil Kilby výrobu a demonštráciu oscilátora s fázovým posunom a spúšťača, čo znamenalo zrod integrovaného obvodu.
V roku 2000 získal Kilby Nobelovu cenu za fyziku. Výbor pre udeľovanie Nobelových cien raz poznamenal, že Kilby „položil základy moderných informačných technológií“.
Obrázok nižšie zobrazuje Kilbyho a jeho patent na integrovaný obvod:
1.2 Vývoj technológie výroby polovodičov
Nasledujúci obrázok znázorňuje vývojové štádiá technológie výroby polovodičov: 
1.3 Priemyselný reťazec integrovaných obvodov
Zloženie reťazca polovodičového priemyslu (hlavne integrované obvody vrátane diskrétnych zariadení) je znázornené na obrázku vyššie:
- Fabless: Spoločnosť, ktorá navrhuje produkty bez výrobnej linky.
- IDM: výrobca integrovaných zariadení, výrobca integrovaných zariadení;
- IP: výrobca obvodového modulu;
- EDA: Electronic Design Automatic, automatizácia elektronického dizajnu, spoločnosť poskytuje hlavne dizajnové nástroje;
- Zlieváreň; Zlievareň plátkov, poskytovanie služieb v oblasti výroby čipov;
- Baliace a testovacie zlievarenské spoločnosti: slúžia najmä Fabless a IDM;
- Spoločnosti s materiálom a špeciálnym vybavením: hlavne poskytujú potrebné materiály a zariadenia pre spoločnosti vyrábajúce čipy.
Hlavnými produktmi vyrábanými polovodičovou technológiou sú integrované obvody a diskrétne polovodičové zariadenia.
Medzi hlavné produkty integrovaných obvodov patria:
- Štandardné časti špecifické pre aplikáciu (ASSP);
- Mikroprocesorová jednotka (MPU);
- Pamäť
- Integrovaný obvod špecifický pre aplikáciu (ASIC);
- Analógový obvod;
- Všeobecný logický obvod (Logical Circuit).
Medzi hlavné produkty polovodičových diskrétnych zariadení patrí:
- dióda;
- Tranzistor;
- Napájacie zariadenie;
- Vysokonapäťové zariadenie;
- Mikrovlnné zariadenie;
- Optoelektronika;
- Senzorové zariadenie (Sensor).
2. Proces výroby integrovaných obvodov
2.1 Výroba čipov
Na kremíkovej doske je možné súčasne vyrobiť desiatky alebo dokonca desaťtisíce špecifických čipov. Počet čipov na kremíkovej doštičke závisí od typu produktu a veľkosti každého čipu.
Kremíkové doštičky sa zvyčajne nazývajú substráty. Priemer kremíkových plátkov sa v priebehu rokov zväčšoval, z menej ako 1 palca na začiatku na bežne používaných 12 palcov (asi 300 mm) teraz a prechádza prechodom na 14 palcov alebo 15 palcov.
Výroba čipov je vo všeobecnosti rozdelená do piatich etáp: príprava kremíkového plátku, výroba kremíkového plátku, testovanie/vyberanie čipov, montáž a balenie a záverečné testovanie.
(1)Príprava kremíkovej doštičky:
Na výrobu suroviny sa kremík extrahuje z piesku a čistí. Špeciálnym procesom sa vyrábajú kremíkové ingoty vhodného priemeru. Ingoty sa potom narežú na tenké kremíkové doštičky na výrobu mikročipov.
Oblátky sa pripravujú podľa špecifických špecifikácií, ako sú požiadavky na registračné hrany a úrovne kontaminácie.
(2)Výroba kremíkových doštičiek:
Tiež známy ako výroba čipov, holý kremíkový plátok prichádza do závodu na výrobu kremíkového plátku a potom prechádza rôznymi krokmi čistenia, tvorby filmu, fotolitografie, leptania a dopovania. Spracovaná kremíková doska má kompletnú sadu integrovaných obvodov trvalo vyleptanú na kremíkovej doštičke.
(3)Testovanie a výber kremíkových doštičiek:
Po dokončení výroby kremíkovej doštičky sú kremíkové doštičky odoslané do testovacej/triediacej oblasti, kde sú jednotlivé čipy testované a elektricky testované. Prijateľné a neprijateľné čipy sa potom vytriedia a chybné čipy sa označia.
(4)Montáž a balenie:
Po testovaní/triedení plátkov vstupujú plátky do kroku montáže a balenia, aby sa jednotlivé žetóny zabalili do ochranného obalu. Zadná strana oblátky je brúsená, aby sa zmenšila hrúbka substrátu.
Na zadnú stranu každého plátku je pripevnená hrubá plastová fólia a potom sa pomocou diamantového pílového kotúča oddeľujú triesky na každom plátku pozdĺž rysiek na prednej strane.
Plastová fólia na zadnej strane kremíkového plátku zabraňuje vypadnutiu kremíkového čipu. V montážnom závode sa dobré triesky lisujú alebo evakuujú, aby vytvorili montážny balík. Neskôr sa čip zataví do plastovej alebo keramickej škrupiny.
(5)Záverečný test:
Na zabezpečenie funkčnosti čipu je každý zabalený integrovaný obvod testovaný, aby spĺňal požiadavky výrobcu na elektrické a environmentálne charakteristické parametre. Po záverečnom testovaní je čip odoslaný zákazníkovi na montáž na vyhradené miesto.
2.2 Procesné rozdelenie
Procesy výroby integrovaných obvodov sa vo všeobecnosti delia na:
Front-end: Predný proces sa vo všeobecnosti vzťahuje na výrobný proces zariadení, ako sú tranzistory, vrátane procesov vytvárania izolácie, konštrukcie brány, zdroja a odtoku, kontaktných otvorov atď.
Back-end: Koncový proces sa týka hlavne vytvárania prepojovacích vedení, ktoré môžu prenášať elektrické signály do rôznych zariadení na čipe, vrátane procesov, ako je dielektrické ukladanie medzi prepojovacími vedeniami, vytváranie kovových vedení a vytváranie olovených podložiek.
Stredná fáza: Aby sa zlepšil výkon tranzistorov, uzly vyspelej technológie po 45nm/28nm používajú vysokok hradlové dielektrika a procesy kovových hradel a pridávajú procesy náhradného hradla a procesy lokálneho prepojenia po príprave tranzistorového zdroja a odtokovej štruktúry. Tieto procesy sú medzi front-end procesom a back-end procesom a nepoužívajú sa v tradičných procesoch, preto sa nazývajú procesy strednej fázy.
Proces prípravy kontaktného otvoru je zvyčajne deliacou čiarou medzi predným a zadným procesom.
Kontaktný otvor: otvor vyleptaný zvisle v kremíkovej doštičke na spojenie spojovacej línie kovov prvej vrstvy a substrátového zariadenia. Je naplnená kovom, ako je volfrám, a používa sa na vedenie elektródy zariadenia ku kovovej prepojovacej vrstve.
Cez dieru: Je to spojovacia dráha medzi dvoma susednými vrstvami kovových prepojovacích vedení, ktoré sa nachádzajú v dielektrickej vrstve medzi dvoma kovovými vrstvami a sú vo všeobecnosti vyplnené kovmi, ako je meď.
V širšom zmysle:
Front-end proces: V širšom zmysle by výroba integrovaných obvodov mala zahŕňať aj testovanie, balenie a ďalšie kroky. V porovnaní s testovaním a balením je výroba komponentov a prepojení prvou časťou výroby integrovaných obvodov, ktoré sa súhrnne označujú ako front-end procesy;
Back-end proces: Testovanie a balenie sa nazývajú back-end procesy.
3. Dodatok
SMIF：Štandardné mechanické rozhranie
AMHS: Automatizovaný systém podávania materiálu
OHT: Prenos stropným zdvihákom
FOUP: Jednotná podložka s predným otváraním, exkluzívne pre 12 palcové (300 mm) doštičky
Ešte dôležitejšie je,Semicera môže poskytnúťgrafitové častimäkká/tuhá plsť,diely z karbidu kremíka, CVD diely z karbidu kremíka, aDiely potiahnuté SiC/TaCs úplným polovodičovým procesom za 30 dní.Úprimne sa tešíme, že sa staneme vaším dlhodobým partnerom v Číne.
Čas odoslania: 15. august 2024