Ts'ebetso ea Semiconductor le Thepa (1/7) - Ts'ebetso e Kopanetsoeng ea Tlhahiso ea Potoloho

 

1.Mabapi le Lipotoloho tse Kopantsoeng

 

1.1 Khopolo le tsoalo ea lipotoloho tse kopantsoeng

 

Integrated Circuit (IC): e bolela sesebelisoa se kopanyang lisebelisoa tse sebetsang tse kang li-transistors le diode tse nang le likaroloana tse sa sebetseng tse kang li-resistors le capacitor ka letoto la mekhoa e khethehileng ea ho sebetsa.

Potoloho kapa tsamaiso e "kopantsoeng" holim'a semiconductor (joaloka silicon kapa metsoako e kang gallium arsenide) sephaphatha ho latela likhokahano tse itseng tsa potoloho ebe se phutheloa ka khetla ho etsa mesebetsi e itseng.

Ka 1958, Jack Kilby, ea neng a ikarabella bakeng sa miniaturization ea lisebelisoa tsa elektroniki ho Texas Instruments (TI), o ile a etsa tlhahiso ea mohopolo oa lipotoloho tse kopaneng:

"Kaha likarolo tsohle tse kang li-capacitor, resistors, transistors, joalo-joalo li ka etsoa ka thepa e le 'ngoe, ke ne ke nahana hore ho ka khoneha ho li etsa holim'a sekhechana sa lisebelisoa tsa semiconductor ebe li li kopanya ho etsa potoloho e feletseng."

Ka la 12 Loetse le la 19 Loetse 1958, Kilby o ile a qeta ho etsa le ho bonts'a oscillator le trigger ea phase-shift, ka ho latellana, e tšoaeang tsoalo ea potoloho e kopaneng.

Ka 2000, Kilby o ile a fuoa Khau ea Nobel ea Fisiks. Komiti ea Khau ea Nobel e kile ea hlalosa hore Kilby “o ralile motheo oa theknoloji ea morao-rao ea boitsebiso.”

Setšoantšo se ka tlase se bontša Kilby le patent ea hae e kopaneng ea potoloho:

 

 silicon-base-gan-epitaxy

 

1.2 Nts'etsopele ea theknoloji ea tlhahiso ea semiconductor

 

Palo e latelang e bonts'a mekhahlelo ea nts'etsopele ea theknoloji ea tlhahiso ea semiconductor: cvd-sic-coating

 

1.3 Ketane e Kopanetsoeng ea Indasteri ea Potoloho

 e thata-thata

 

Sebopeho sa ketane ea indasteri ea semiconductor (haholo-holo li-circuits tse kopantsoeng, ho kenyeletsoa lisebelisoa tsa discrete) li bontšoa setšoantšong se ka holimo:

- Fabless: K'hamphani e ralang lihlahisoa ntle le mohala oa tlhahiso.

- IDM: Moetsi oa Lisebelisoa tse Kopantsoeng, moetsi oa lisebelisoa tse kopantsoeng;

- IP: Moetsi oa module oa potoloho;

- EDA: Electronic Design Automatic, electronic design automation, k'hamphani e fana haholo ka lisebelisoa tsa moralo;

- Moqapi; Wafer foundry, e fanang ka lits'ebeletso tsa tlhahiso ea li-chip;

- Likhamphani tsa ho paka le ho etsa liteko: haholo-holo li sebeletsa Fabless le IDM;

- Lik'hamphani tsa lisebelisoa le lisebelisoa tse khethehileng: haholo-holo li fana ka lisebelisoa le lisebelisoa tse hlokahalang bakeng sa lik'hamphani tse etsang li-chip.

Lihlahisoa tse ka sehloohong tse hlahisoang ka theknoloji ea semiconductor ke li-circuits tse kopantsoeng le lisebelisoa tsa discrete semiconductor.

Lihlahisoa tse ka sehloohong tsa li-circuits tse kopantsoeng li kenyelletsa:

- Likarolo tse Khethehileng tsa Tekanyetso ea Kopo (ASSP);

- Setsi sa Microprocessor (MPU);

- Sehopotso

- Potoloho e Kopanetsoeng ea Kopo e Khethehileng (ASIC);

- Potoloho ea Analog;

- Potoloho e akaretsang ea logic (Logical Circuit).

Lihlahisoa tse ka sehloohong tsa lisebelisoa tsa semiconductor discrete li kenyelletsa:

- Diode;

- Transistor;

- Sesebelisoa sa Matla;

- Sesebelisoa sa High-Voltge;

- Sesebelisoa sa Microwave;

- Optoelectronics;

- Sesebelisoa sa sensor (Sensor).

 

2. Mokhoa o Kopanetsoeng oa Tlhahiso ea Potoloho

 

2.1 Tlhahiso ea Chip

 

Li-chips tse ngata kapa tse likete tse mashome li ka etsoa ka nako e le 'ngoe holim'a lesela la silicon. Palo ea lichifi holim'a sephaphatha sa silicon e ipapisitse le mofuta oa sehlahisoa le boholo ba chip ka 'ngoe.

Li-wafers tsa silicon hangata li bitsoa substrates. Bophara ba li-wafers tsa silicon bo ntse bo eketseha ho theosa le lilemo, ho tloha ka tlase ho 1 inch qalong ho ea ho tse sebelisoang hangata lisenthimithara tse 12 (hoo e ka bang 300 mm) hona joale, 'me e ntse e fetela ho 14 inches kapa 15 inches.

Ka kakaretso tlhahiso ea chip e arotsoe ka mekhahlelo e mehlano: ho lokisa sephaephe sa silicon, tlhahiso ea silicon wafer, tlhahlobo ea chip / ho khetha, ho kopanya le ho paka, le tlhahlobo ea ho qetela.

(1)Ho lokisa sephaphatha sa silicon:

Ho etsa thepa e tala, silicon e ntšoa lehlabatheng ebe e hloekisoa. Mokhoa o khethehileng o hlahisa li-ingots tsa silicon tsa bophara bo loketseng. Joale li-ingots li khaoloa ka li-wafers tse tšesaane tsa silicon bakeng sa ho etsa li-microchips.

Li-wafers li lokiselitsoe ho latela lintlha tse ikhethileng, joalo ka litlhoko tsa ho ingolisa le maemo a tšilafalo.

 lesale la tac-tataiso

 

(2)Ho etsa lihlahisoa tsa silicon:

E boetse e tsejoa e le tlhahiso ea chip, sephaphatha sa silicon se se nang letho se fihla setsing sa tlhahiso ea silicon wafer ebe se feta ka mekhoa e fapaneng ea ho hloekisa, ho etsa lifilimi, ho nka lifoto, ho etching le ho etsa doping. Sephaphatha sa silicon se sebelitsoeng se na le sete e felletseng ea lipotoloho tse kopaneng tse kentsoeng ka ho sa feleng holim'a sephaphatha sa silicon.

(3)Teko le khetho ea li-wafers tsa silicon:

Kamora hore tlhahiso ea li-silicone wafer e phetheloe, liphaephe tsa silicon li romeloa sebakeng sa tlhahlobo / mofuta, moo li-chips ka bomong li hlahlojoang le ho lekoa ka motlakase. Li-chips tse amohelehang le tse sa amoheleheng lia hlophisoa, 'me li-chips tse nang le bothata lia tšoauoa.

(4)Kopano le ho paka:

Kamora ho etsa tlhahlobo ea li-wafer / ho hlophisoa, li-wafers li kena mohatong oa kopano le oa ho paka ho paka li-chips ka har'a sephutheloana sa ts'ireletso. Lehlakore le ka morao la sephaphatha le fatše ho fokotsa botenya ba substrate.

Filimi e teteaneng ea polasetiki e hokelloa ka morao ho sephaphatha se seng le se seng, ebe ho sebelisoa lehare la sakha le nang le taemane ho arola li-chips holim'a sephaphatha ka seng ho latela mela ea mongoli lehlakoreng le ka pele.

Filimi ea polasetiki e ka morao ea sephaphatha sa silicon e thibela chip ea silicon hore e se ke ea oa. Setsing sa ho kopanya, li-chips tse ntle lia hatelloa kapa li ntšoa ho theha sephutheloana sa kopano. Hamorao, chip e tiisitsoe ka polasetiki kapa khetla ea ceramic.

(5)Tlhahlobo ea ho qetela:

Ho netefatsa ts'ebetso ea chip, potoloho e 'ngoe le e' ngoe e kopantsoeng e lekoa ho fihlela litlhoko tsa paramethara tsa motlakase le tikoloho ea moetsi. Kamora tlhahlobo ea ho qetela, chip e romelloa ho moreki bakeng sa kopano sebakeng se inehetseng.

 

2.2 Karolo ea Ts'ebetso

 

Mekhoa e kopanetsoeng ea tlhahiso ea potoloho hangata e arotsoe ka:

Qetellong ea bokapele: Ts'ebetso ea pele-pele ka kakaretso e bua ka mokhoa oa ho etsa lisebelisoa tse kang li-transistors, haholo-holo ho kenyelletsa le mekhoa ea ho theha ho itšehla thajana, sebopeho sa heke, mohloli le drain, masoba a ho kopana, joalo-joalo.

Bokamorao: Ts'ebetso ea morao-rao haholo-holo e bua ka sebopeho sa likhokahano tsa likhokahano tse ka fetisang matšoao a motlakase ho lisebelisoa tse fapaneng ho chip, haholo-holo ho kenyelletsa lits'ebetso tse joalo ka deposition ea dielectric lipakeng tsa mela e hokahantsoeng, sebopeho sa mehala ea tšepe, le sebopeho sa li-lead pad.

Boemo bo bohareng: E le ho ntlafatsa ts'ebetso ea li-transistors, li-node tsa theknoloji tse tsoetseng pele ka mor'a 45nm / 28nm li sebelisa li-dielectric tsa k'heke tse phahameng le mekhoa ea liheke tsa tšepe, le ho eketsa mekhoa ea liheke tse ncha le mekhoa ea ho hokahanya ha sebaka ka mor'a hore mohloli oa transistor le sebopeho sa drain se lokisoe. Mekhoa ena e pakeng tsa ts'ebetso ea pele-pele le ts'ebetso ea morao-rao, 'me ha e sebelisoe mekhoeng ea setso, kahoo e bitsoa mekhoa ea bohareng.

Hangata, mokhoa oa ho lokisa lesoba la ho kopana ke moeli o arolang pakeng tsa ts'ebetso ea pele-pele le ts'ebetso ea morao-rao.

Sekoti sa ho kopana: lesoba le kentsoeng ka holimo ka har'a sephaphatha sa silicon ho hokahanya mohala oa khokahanyo oa tšepe oa pele le sesebelisoa sa substrate. E tlatsitsoe ka tšepe e kang tungsten 'me e sebelisetsoa ho lebisa electrode ea sesebelisoa ho lera la khokahanyo ea tšepe.

Ka Hole: Ke tsela ea khokahanyo pakeng tsa mekhahlelo e 'meli e bapileng ea mela e hokahantsoeng ea tšepe, e lutseng ka har'a lera la dielectric pakeng tsa likarolo tse peli tsa tšepe, 'me ka kakaretso e tletse litšepe tse kang koporo.

Ka kutloisiso e pharaletseng:

Mokhoa oa ho qetela: Ka kutloisiso e pharaletseng, tlhahiso e kopanetsoeng ea potoloho e boetse e lokela ho kenyelletsa tlhahlobo, ho paka le mehato e meng. Ha ho bapisoa le liteko le ho paka, tlhahiso ea likarolo le li-interconnect ke karolo ea pele ea tlhahiso ea potoloho e kopantsoeng, e kopanetsoeng e le mekhoa ea ho qetela;

Ts'ebetso ea morao-rao: Liteko le ho paka li bitsoa lits'ebetso tsa morao-rao.

 

3. Sehlomathiso

 

SMIF: Sehokelo se Tloaelehileng sa Mechini

AMHS: Sistimi e Ikemetseng ea ho Fana ka Lintho

OHT: Phetisetso ea Overhead Hoist

FOUP: Front Open Unified Pod, e ikhethang ho 12 inch (300mm) liphaphatha

 

Habohlokoa le ho feta,Semicera e ka fana kalikarolo tsa graphite, e bonolo/e thata,likarolo tsa silicon carbide, CVD silicon carbide likarolo, leLikarolo tse koahetsoeng ke SiC/TaCka ts'ebetso e felletseng ea semiconductor ka matsatsi a 30.Re labalabela ka tieo ho ba molekane oa hau oa nako e telele Chaena.

 


Nako ea poso: Aug-15-2024