సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియ మరియు సామగ్రి (1/7) – ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీ ప్రక్రియ

 

1.ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల గురించి

 

1.1 ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల భావన మరియు పుట్టుక

 

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ (IC): నిర్దిష్ట ప్రాసెసింగ్ టెక్నిక్‌ల శ్రేణి ద్వారా రెసిస్టర్‌లు మరియు కెపాసిటర్‌ల వంటి నిష్క్రియ భాగాలతో ట్రాన్సిస్టర్‌లు మరియు డయోడ్‌ల వంటి క్రియాశీల పరికరాలను మిళితం చేసే పరికరాన్ని సూచిస్తుంది.

నిర్దిష్ట సర్క్యూట్ ఇంటర్‌కనెక్షన్‌ల ప్రకారం సెమీకండక్టర్ (సిలికాన్ లేదా గాలియం ఆర్సెనైడ్ వంటి సమ్మేళనాలు వంటివి) పొరపై “ఇంటిగ్రేటెడ్” అయిన సర్క్యూట్ లేదా సిస్టమ్ నిర్దిష్ట విధులను నిర్వహించడానికి షెల్‌లో ప్యాక్ చేయబడుతుంది.

1958లో, టెక్సాస్ ఇన్‌స్ట్రుమెంట్స్ (TI)లో ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల సూక్ష్మీకరణకు బాధ్యత వహించిన జాక్ కిల్బీ, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల ఆలోచనను ప్రతిపాదించారు:

"కెపాసిటర్లు, రెసిస్టర్‌లు, ట్రాన్సిస్టర్‌లు మొదలైన అన్ని భాగాలను ఒక పదార్థం నుండి తయారు చేయవచ్చు కాబట్టి, వాటిని సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్‌పై తయారు చేసి, వాటిని ఒకదానితో ఒకటి కనెక్ట్ చేసి పూర్తి సర్క్యూట్‌ను రూపొందించడం సాధ్యమవుతుందని నేను అనుకున్నాను."

సెప్టెంబరు 12 మరియు సెప్టెంబరు 19, 1958న, కిల్బీ వరుసగా ఫేజ్-షిఫ్ట్ ఓసిలేటర్ మరియు ట్రిగ్గర్ యొక్క తయారీ మరియు ప్రదర్శనను పూర్తి చేసింది, ఇది ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ యొక్క పుట్టుకను సూచిస్తుంది.

2000లో, కిల్బీకి భౌతికశాస్త్రంలో నోబెల్ బహుమతి లభించింది. నోబెల్ బహుమతి కమిటీ ఒకసారి కిల్బీ "ఆధునిక సమాచార సాంకేతికతకు పునాది వేసింది" అని వ్యాఖ్యానించింది.

క్రింద ఉన్న చిత్రం కిల్బీ మరియు అతని ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ పేటెంట్‌ను చూపుతుంది:

 

 సిలికాన్-బేస్-గన్-ఎపిటాక్సీ

 

1.2 సెమీకండక్టర్ తయారీ సాంకేతికత అభివృద్ధి

 

కింది బొమ్మ సెమీకండక్టర్ తయారీ సాంకేతికత అభివృద్ధి దశలను చూపుతుంది: cvd-sic-పూత

 

1.3 ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ ఇండస్ట్రీ చైన్

 దృఢంగా భావించాడు

 

సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ గొలుసు యొక్క కూర్పు (ప్రధానంగా ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు, వివిక్త పరికరాలతో సహా) పై చిత్రంలో చూపబడింది:

- కల్పితం: ఉత్పత్తి లైన్ లేకుండా ఉత్పత్తులను రూపొందించే సంస్థ.

- IDM: ఇంటిగ్రేటెడ్ డివైస్ మ్యానుఫ్యాక్చరర్, ఇంటిగ్రేటెడ్ డివైస్ తయారీదారు;

- IP: సర్క్యూట్ మాడ్యూల్ తయారీదారు;

- EDA: ఎలక్ట్రానిక్ డిజైన్ ఆటోమేటిక్, ఎలక్ట్రానిక్ డిజైన్ ఆటోమేషన్, కంపెనీ ప్రధానంగా డిజైన్ సాధనాలను అందిస్తుంది;

- ఫౌండ్రీ; వేఫర్ ఫౌండ్రీ, చిప్ తయారీ సేవలను అందించడం;

- ఫౌండ్రీ కంపెనీలను ప్యాకేజింగ్ చేయడం మరియు పరీక్షించడం: ప్రధానంగా ఫేబుల్స్ మరియు IDMలకు సేవలు అందిస్తోంది;

- మెటీరియల్స్ మరియు ప్రత్యేక పరికరాల కంపెనీలు: ప్రధానంగా చిప్ తయారీ కంపెనీలకు అవసరమైన పదార్థాలు మరియు పరికరాలను అందిస్తాయి.

సెమీకండక్టర్ టెక్నాలజీని ఉపయోగించి ఉత్పత్తి చేయబడిన ప్రధాన ఉత్పత్తులు ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్లు మరియు వివిక్త సెమీకండక్టర్ పరికరాలు.

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ల యొక్క ప్రధాన ఉత్పత్తులు:

- అప్లికేషన్ నిర్దిష్ట ప్రామాణిక భాగాలు (ASSP);

- మైక్రోప్రాసెసర్ యూనిట్ (MPU);

- జ్ఞాపకశక్తి

- అప్లికేషన్ స్పెసిఫిక్ ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ (ASIC);

- అనలాగ్ సర్క్యూట్;

- జనరల్ లాజిక్ సర్క్యూట్ (లాజికల్ సర్క్యూట్).

సెమీకండక్టర్ డిస్క్రీట్ పరికరాల యొక్క ప్రధాన ఉత్పత్తులు ఉన్నాయి:

- డయోడ్;

- ట్రాన్సిస్టర్;

- పవర్ పరికరం;

- హై-వోల్టేజ్ పరికరం;

- మైక్రోవేవ్ పరికరం;

- ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్;

- సెన్సార్ పరికరం (సెన్సార్).

 

2. ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీ ప్రక్రియ

 

2.1 చిప్ తయారీ

 

సిలికాన్ పొరపై ఏకకాలంలో డజన్ల కొద్దీ లేదా పదివేల నిర్దిష్ట చిప్‌లను తయారు చేయవచ్చు. సిలికాన్ పొరపై చిప్‌ల సంఖ్య ఉత్పత్తి రకం మరియు ప్రతి చిప్ పరిమాణంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

సిలికాన్ పొరలను సాధారణంగా సబ్‌స్ట్రేట్‌లు అంటారు. సిలికాన్ పొరల యొక్క వ్యాసం సంవత్సరాలుగా, ప్రారంభంలో 1 అంగుళం కంటే తక్కువ నుండి ఇప్పుడు సాధారణంగా ఉపయోగించే 12 అంగుళాలు (సుమారు 300 మిమీ) వరకు పెరుగుతోంది మరియు 14 అంగుళాలు లేదా 15 అంగుళాలకు పరివర్తన చెందుతోంది.

చిప్ తయారీని సాధారణంగా ఐదు దశలుగా విభజించారు: సిలికాన్ పొర తయారీ, సిలికాన్ పొర తయారీ, చిప్ టెస్టింగ్/పికింగ్, అసెంబ్లీ మరియు ప్యాకేజింగ్ మరియు చివరి పరీక్ష.

(1)సిలికాన్ పొర తయారీ:

ముడి పదార్థాన్ని తయారు చేయడానికి, ఇసుక నుండి సిలికాన్ సంగ్రహించబడుతుంది మరియు శుద్ధి చేయబడుతుంది. ఒక ప్రత్యేక ప్రక్రియ తగిన వ్యాసం కలిగిన సిలికాన్ కడ్డీలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. మైక్రోచిప్‌ల తయారీకి కడ్డీలను సన్నని సిలికాన్ పొరలుగా కట్ చేస్తారు.

రిజిస్ట్రేషన్ అంచు అవసరాలు మరియు కాలుష్య స్థాయిలు వంటి నిర్దిష్ట స్పెసిఫికేషన్‌లకు పొరలు తయారు చేయబడతాయి.

 టాక్-గైడ్-రింగ్

 

(2)సిలికాన్ పొరల తయారీ:

చిప్ తయారీ అని కూడా పిలుస్తారు, బేర్ సిలికాన్ పొర సిలికాన్ పొరల తయారీ కర్మాగారానికి చేరుకుంటుంది మరియు వివిధ శుభ్రపరచడం, ఫిల్మ్ ఫార్మేషన్, ఫోటోలిథోగ్రఫీ, ఎచింగ్ మరియు డోపింగ్ దశల ద్వారా వెళుతుంది. ప్రాసెస్ చేయబడిన సిలికాన్ పొర, సిలికాన్ పొరపై శాశ్వతంగా చెక్కబడిన ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల పూర్తి సెట్‌ను కలిగి ఉంటుంది.

(3)సిలికాన్ పొరల పరీక్ష మరియు ఎంపిక:

సిలికాన్ పొర తయారీ పూర్తయిన తర్వాత, సిలికాన్ పొరలు పరీక్ష/క్రమబద్ధీకరణ ప్రాంతానికి పంపబడతాయి, ఇక్కడ వ్యక్తిగత చిప్‌లు పరిశీలించబడతాయి మరియు ఎలక్ట్రికల్‌గా పరీక్షించబడతాయి. అప్పుడు ఆమోదయోగ్యమైన మరియు ఆమోదయోగ్యం కాని చిప్‌లు క్రమబద్ధీకరించబడతాయి మరియు లోపభూయిష్ట చిప్‌లు గుర్తించబడతాయి.

(4)అసెంబ్లీ మరియు ప్యాకేజింగ్:

పొర పరీక్ష/క్రమబద్ధీకరణ తర్వాత, పొరలు ఒక రక్షిత ట్యూబ్ ప్యాకేజీలో వ్యక్తిగత చిప్‌లను ప్యాక్ చేయడానికి అసెంబ్లీ మరియు ప్యాకేజింగ్ దశలోకి ప్రవేశిస్తాయి. పొర యొక్క వెనుక భాగం ఉపరితలం యొక్క మందాన్ని తగ్గించడానికి నేలగా ఉంటుంది.

ప్రతి పొర వెనుక భాగంలో ఒక మందపాటి ప్లాస్టిక్ ఫిల్మ్ జతచేయబడి ఉంటుంది, ఆపై ముందు వైపున ఉన్న స్క్రైబ్ లైన్‌ల వెంట ప్రతి పొరపై చిప్‌లను వేరు చేయడానికి డైమండ్-టిప్డ్ రంపపు బ్లేడ్ ఉపయోగించబడుతుంది.

సిలికాన్ పొర వెనుక ఉన్న ప్లాస్టిక్ ఫిల్మ్ సిలికాన్ చిప్ పడిపోకుండా చేస్తుంది. అసెంబ్లీ ప్లాంట్‌లో, అసెంబ్లీ ప్యాకేజీని రూపొందించడానికి మంచి చిప్స్ నొక్కిన లేదా ఖాళీ చేయబడతాయి. తరువాత, చిప్ ప్లాస్టిక్ లేదా సిరామిక్ షెల్‌లో మూసివేయబడుతుంది.

(5)చివరి పరీక్ష:

చిప్ యొక్క కార్యాచరణను నిర్ధారించడానికి, ప్రతి ప్యాక్ చేయబడిన ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీదారు యొక్క విద్యుత్ మరియు పర్యావరణ లక్షణ పారామితి అవసరాలను తీర్చడానికి పరీక్షించబడుతుంది. తుది పరీక్ష తర్వాత, చిప్ ప్రత్యేక ప్రదేశంలో అసెంబ్లీ కోసం కస్టమర్‌కు పంపబడుతుంది.

 

2.2 ప్రక్రియ విభాగం

 

ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీ ప్రక్రియలు సాధారణంగా విభజించబడ్డాయి:

ఫ్రంట్ ఎండ్: ఫ్రంట్-ఎండ్ ప్రక్రియ సాధారణంగా ట్రాన్సిస్టర్‌ల వంటి పరికరాల తయారీ ప్రక్రియను సూచిస్తుంది, ప్రధానంగా ఐసోలేషన్, గేట్ స్ట్రక్చర్, సోర్స్ మరియు డ్రెయిన్, కాంటాక్ట్ హోల్స్ మొదలైన వాటి నిర్మాణ ప్రక్రియలతో సహా.

బ్యాక్ ఎండ్: బ్యాక్-ఎండ్ ప్రక్రియ ప్రధానంగా చిప్‌లోని వివిధ పరికరాలకు విద్యుత్ సంకేతాలను ప్రసారం చేయగల ఇంటర్‌కనెక్షన్ లైన్‌ల ఏర్పాటును సూచిస్తుంది, ఇందులో ప్రధానంగా ఇంటర్‌కనెక్షన్ లైన్‌ల మధ్య విద్యుద్వాహక నిక్షేపణ, మెటల్ లైన్ ఏర్పడటం మరియు సీసం ప్యాడ్ ఏర్పడటం వంటి ప్రక్రియలు ఉంటాయి.

మధ్య దశ: ట్రాన్సిస్టర్‌ల పనితీరును మెరుగుపరచడానికి, 45nm/28nm తర్వాత అధునాతన సాంకేతిక నోడ్‌లు హై-కె గేట్ డైలెక్ట్రిక్స్ మరియు మెటల్ గేట్ ప్రాసెస్‌లను ఉపయోగిస్తాయి మరియు ట్రాన్సిస్టర్ సోర్స్ మరియు డ్రెయిన్ స్ట్రక్చర్‌ను సిద్ధం చేసిన తర్వాత రీప్లేస్‌మెంట్ గేట్ ప్రాసెస్‌లు మరియు లోకల్ ఇంటర్‌కనెక్ట్ ప్రాసెస్‌లను జోడిస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలు ఫ్రంట్-ఎండ్ ప్రక్రియ మరియు బ్యాక్-ఎండ్ ప్రక్రియ మధ్య ఉంటాయి మరియు సాంప్రదాయ ప్రక్రియలలో ఉపయోగించబడవు, కాబట్టి వాటిని మధ్య-దశ ప్రక్రియలు అంటారు.

సాధారణంగా, కాంటాక్ట్ హోల్ తయారీ ప్రక్రియ అనేది ఫ్రంట్-ఎండ్ ప్రాసెస్ మరియు బ్యాక్-ఎండ్ ప్రాసెస్ మధ్య విభజన రేఖ.

సంప్రదింపు రంధ్రం: మొదటి-పొర మెటల్ ఇంటర్‌కనెక్షన్ లైన్ మరియు సబ్‌స్ట్రేట్ పరికరాన్ని కనెక్ట్ చేయడానికి సిలికాన్ పొరలో నిలువుగా చెక్కబడిన రంధ్రం. ఇది టంగ్‌స్టన్ వంటి లోహంతో నిండి ఉంటుంది మరియు పరికర ఎలక్ట్రోడ్‌ను మెటల్ ఇంటర్‌కనెక్షన్ లేయర్‌కి నడిపించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది.

రంధ్రం ద్వారా: ఇది రెండు మెటల్ పొరల మధ్య విద్యుద్వాహక పొరలో ఉన్న లోహ ఇంటర్‌కనెక్ట్ లైన్‌ల యొక్క రెండు ప్రక్కనే ఉన్న పొరల మధ్య అనుసంధాన మార్గం మరియు సాధారణంగా రాగి వంటి లోహాలతో నిండి ఉంటుంది.

విస్తృత కోణంలో:

ఫ్రంట్ ఎండ్ ప్రక్రియ: విస్తృత కోణంలో, ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీలో టెస్టింగ్, ప్యాకేజింగ్ మరియు ఇతర దశలు కూడా ఉండాలి. టెస్టింగ్ మరియు ప్యాకేజింగ్‌తో పోలిస్తే, కాంపోనెంట్ మరియు ఇంటర్‌కనెక్ట్ తయారీ అనేది ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్ తయారీలో మొదటి భాగం, వీటిని సమిష్టిగా ఫ్రంట్-ఎండ్ ప్రాసెస్‌లుగా సూచిస్తారు;

బ్యాక్ ఎండ్ ప్రక్రియ: టెస్టింగ్ మరియు ప్యాకేజింగ్‌ని బ్యాక్ ఎండ్ ప్రాసెస్‌లు అంటారు.

 

3. అనుబంధం

 

SMIF: ప్రామాణిక మెకానికల్ ఇంటర్‌ఫేస్

AMHS: ఆటోమేటెడ్ మెటీరియల్ హ్యాండింగ్ సిస్టమ్

OHT: ఓవర్‌హెడ్ హాయిస్ట్ బదిలీ

FOUP: ఫ్రంట్ ఓపెనింగ్ యూనిఫైడ్ పాడ్, 12 అంగుళాల (300mm) వేఫర్‌లకు ప్రత్యేకమైనది

 

మరీ ముఖ్యంగా,సెమిసెరా అందించగలదుగ్రాఫైట్ భాగాలు, మృదువైన/దృఢమైన అనుభూతి,సిలికాన్ కార్బైడ్ భాగాలు, CVD సిలికాన్ కార్బైడ్ భాగాలు, మరియుSiC/TaC పూత భాగాలు30 రోజుల్లో పూర్తి సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియతో.చైనాలో మీ దీర్ఘకాలిక భాగస్వామిగా మారేందుకు మేము హృదయపూర్వకంగా ఎదురుచూస్తున్నాము.

 


పోస్ట్ సమయం: ఆగస్ట్-15-2024