Pembuatan sirkuit terpadu – Wikipedia, ensiklopedia gratis

Pembuatan sirkuit terpadu adalah proses di mana sirkuit terpadu dibuat, hadir hari ini di semua perangkat elektronik. Ini adalah proses kompleks yang melibatkan berbagai tahap fotolitografi dan pemrosesan kimia, di mana sirkuit dihasilkan pada wafer yang terbuat dari bahan semikonduktor murni. Silikon sebagian besar digunakan untuk tujuan ini, meskipun semikonduktor senyawa juga digunakan untuk aplikasi tertentu, seperti gallium arsenide.

Perangkat tertanam dapat analog dan digital. Teknologi Manufaktur[edit]

Pembuatan produk terintegrasi skala besar saat ini mengikuti prosedur VLSI (Very Large Scale Integration) berdasarkan Silikon sebagai bahan bakunya. Perkembangan terbaru dalam paduan silikon-germanium (SiGe) dan teknologi silikon yang mengalami stres semakin memperkuat posisi proses manufaktur yang bergantung pada elemen ini dalam industri mikroelektronika di tahun-tahun mendatang.

Silikon dapat disempurnakan melalui teknik pemurnian dan pertumbuhan kristal yang mapan. Unsur kimia ini juga menunjukkan sifat fisik yang cocok untuk pembuatan perangkat aktif dengan karakteristik listrik yang baik, selain itu mudah teroksidasi untuk membentuk isolator yang sangat baik seperti silikon dioksida (SiO2). Oksida ini berguna untuk membangun kapasitor dan perangkat MOSFET. Ini juga berfungsi sebagai penghalang pelindung terhadap difusi kotoran yang tidak diinginkan ke dalam bijih silikon kemurnian tinggi yang berdekatan. Sifat pelindung silikon oksida ini memungkinkan sifat listriknya mudah dimodifikasi di area yang telah ditentukan. Oleh karena itu, elemen aktif dan pasif dapat dibangun di atas potongan material yang sama (atau substrat). Komponen kemudian dapat saling berhubungan dengan lapisan logam (mirip dengan yang digunakan dalam papan sirkuit cetak) untuk membentuk apa yang disebut sirkuit terpadu monolitik, yang pada dasarnya adalah sepotong logam tunggal. Langkah-langkah Manufaktur Umum dari Sirkuit Terpadu yang terdiri dari Silikon sebagai komponen aktif

Langkah-langkah manufaktur dasar dapat dilakukan berkali-kali, dalam kombinasi yang berbeda dan dalam kondisi prosedural yang berbeda selama pergeseran manufaktur penuh. Persiapan wafer[edit]

Bahan awal untuk sirkuit terpadu modern adalah silikon kemurnian yang sangat tinggi, di mana ia mengambil bentuk silinder abu-abu baja padat berdiameter 10 hingga 30 cm dan panjangnya bisa dari 1 m hingga 2 m. Kristal ini diiris untuk menghasilkan wafer melingkar dari tebal 400 μm hingga 600 μm, (1 μm sama dengan 1×10-6 meter). Kemudian, potongan dihaluskan sampai cermin selesai diperoleh, dari teknik pemolesan kimia dan mekanis. Sifat listrik dan mekanik wafer tergantung pada orientasi bidang kristal, konsentrasi dan kotoran yang ada. Untuk meningkatkan resistivitas listrik semikonduktor, perlu untuk mengubah sifat listrik silikon dari proses yang dikenal sebagai doping. Wafer silikon tipe-n yang terlalu impurified (resistivitas rendah) akan ditetapkan sebagai bahan n +, sementara wilayah yang sedikit kedap akan ditunjuk n-. Oksidasi[edit]

Ini mengacu pada proses kimia reaksi silikon dengan oksigen untuk membentuk Silikon Dioksida (SiO2). Untuk mempercepat reaksi ini, diperlukan tungku ultra-bersih suhu tinggi khusus. Oksigen yang digunakan dalam reaksi diperkenalkan sebagai gas kemurnian tinggi (proses “oksidasi kering”) atau sebagai uap (“oksidasi basah”). Oksidasi basah memiliki tingkat pertumbuhan yang lebih tinggi, meskipun oksidasi kering menghasilkan karakteristik listrik yang lebih baik. Konstanta dielektriknya adalah 3,9 dan dapat digunakan untuk membuat kapasitor yang sangat baik. Silikon Dioksida adalah film tipis dan transparan dan permukaannya sangat reflektif. Jika wafer berkarat diterangi dengan cahaya putih, interferensi konstruktif dan destruktif akan menyebabkan warna-warna tertentu dipantulkan dan berdasarkan warna permukaan wafer ketebalan lapisan oksida dapat disimpulkan.

Ini adalah proses di mana atom bergerak dari daerah konsentrasi tinggi ke yang rendah melalui kristal semikonduktor. Dalam proses pembuatan difusi adalah metode di mana atom-atom kotoran dimasukkan ke dalam silikon untuk mengubah resistivitasnya; oleh karena itu, untuk mempercepat proses difusi kotoran dilakukan pada suhu tinggi (1000 hingga 1200 ° C), ini untuk mendapatkan profil doping yang diinginkan. Kotoran yang paling umum digunakan sebagai kontaminan adalah Boron (tipe p), Fosfor (tipe n) dan Arsenik (tipe n). Jika konsentrasi pengotor terlalu kuat, lapisan yang tersebar juga dapat digunakan sebagai konduktor. Implantasi ion[edit]

Ini adalah metode lain yang digunakan untuk memperkenalkan atom kotoran ke dalam kristal semikonduktor. Implanter ion menghasilkan ion dari kontaminan yang diinginkan, mempercepatnya dengan medan listrik dan memungkinkan mereka untuk mengenai permukaan semikonduktor. Jumlah ion yang ditanamkan dapat dikontrol dengan memvariasikan arus balok (aliran ion). Proses ini biasanya digunakan ketika kontrol yang tepat dari profil doping sangat penting untuk pengoperasian perangkat. Deposisi uap kimia[edit]

Ini adalah proses di mana gas atau uap bereaksi secara kimia, yang mengarah pada pembentukan padatan dalam substrat. Sifat-sifat lapisan oksida yang disimpan dengan menggunakan uap kimia tidak sebagus oksida yang terbentuk secara termal, tetapi cukup untuk bertindak sebagai isolator termal. Keuntungan dari lapisan yang disimpan oleh uap kimia adalah bahwa oksida disimpan dengan cepat dan pada suhu rendah (kurang dari 500 ° C). Metalisasi[edit]

Tujuannya adalah untuk menghubungkan berbagai komponen (transistor, kapasitor, dll) untuk membentuk sirkuit terpadu yang diinginkan, melibatkan pengendapan awal logam di permukaan Silikon. Ketebalan film logam dapat dikontrol oleh durasi deposisi elektronik, yang biasanya 1 hingga 2 menit. Photolithography[edit]

Teknik ini digunakan untuk menentukan geometri permukaan dari berbagai komponen sirkuit terpadu. Untuk mencapai fotolitografi, wafer pertama-tama harus dilapisi dengan lapisan fotosensitif yang disebut zat photoenducible yang menggunakan teknik yang disebut “spinning”; setelah ini piring fotografi dengan pola yang digambar akan digunakan untuk secara selektif mengekspos lapisan fotosensitif ke iluminasi ultraviolet. Area yang berlawanan akan melunak dan dapat dihilangkan dengan bahan kimia, dan dengan cara ini, secara akurat menghasilkan geometri permukaan yang sangat halus. Lapisan fotosensitif dapat digunakan untuk melindungi bahan di bawahnya terhadap serangan kimia basah atau terhadap serangan kimia oleh ion reaktif. Persyaratan ini memberlakukan kendala mekanis dan optik yang sangat kritis pada peralatan fotolitografi. Enkapsulasi[edit]

Foto sirkuit terpadu di dalamnya.

Wafer Silikon dapat berisi beberapa ratus sirkuit atau chip jadi, setiap chip dapat berisi 10 atau lebih transistor di area persegi panjang, biasanya antara 1 mm dan 10 mm per sisi. Setelah menguji sirkuit secara elektrik mereka dipisahkan satu sama lain (diiris) dan yang baik (“pil”) dipasang dalam kapsul (“mendukung”).

Kabel emas biasanya digunakan untuk menghubungkan terminal paket ke pola metalisasi pada tablet; akhirnya, paket disegel dengan resin plastik atau epoksi di bawah vakum atau dalam suasana lembam. Komponen elektronik yang paling umum digunakan dalam desain sirkuit[edit]MOSFET[edit]

MOSFET n-channel lebih disukai daripada MOSFET p-channel. Mobilitas permukaan elektron perangkat n-channel dua hingga empat kali lebih tinggi daripada lubang. Transistor ini menawarkan arus yang lebih tinggi dan resistansi rendah; serta transkonduktansi yang lebih tinggi. Desain mereka dicirikan oleh tegangan ambang batas dan ukuran perangkat mereka, secara umum, MOSFET (tipe n atau p) dirancang untuk memiliki tegangan ambang batas dengan besaran yang sama untuk proses tertentu; oleh karena itu, sirkuit MOSFET jauh lebih fleksibel dalam desainnya. Resistensi[edit]

Related posts

Leave a Reply

Your email address will not be published.