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集成电路工艺
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使用一整套平面工艺技术,如研磨,抛光,氧化,扩散,光刻,外延生长,蒸发等,在小型硅单晶片上同时制造晶体管,二极管,电阻器和电容器,并且某些隔离技术是用过的。

这些部件在电气性能方面彼此隔离。

然后在硅晶片的表面上蒸发铝层,并通过光刻蚀刻成互连图案,以根据需要将元件互连到完整的电路中,以形成半导体单片集成电路。

随着单片集成电路从小型到中型发展到大规模,超大规模集成电路,平面工艺技术也在不断发展。

例如,扩散掺杂改变为离子注入掺杂工艺;紫外光刻技术发展到一套完整的微加工技术,如电子束曝光制版,等离子蚀刻,反应离子铣削等;外延生长采用超高真空分子束外延技术;通过化学气相沉积工艺制造多晶硅,二氧化硅和表面钝化膜;除了铝或金之外,互连的细线还是化学气相沉积的重掺杂多晶硅膜和贵金属硅化物膜,以及多层互连结构。

整个电路的晶体管,二极管,电阻器,电容器和电感器以及它们之间的互连都由金属,半导体,金属氧化物,混合金属,合金或介电膜制成,厚度小于1微米。

该过程通过真空蒸发过程,溅射过程和电镀重叠。

通过该工艺制造的集成电路称为薄膜集成电路。

薄膜集成电路中的晶体管通过薄膜工艺制造。

其材料结构有两种形式:1膜场效应硫化镉和硒化镉晶体管,也可以用锗,铟,砷,氧化镍等材料制成;热电子放大器。

薄膜晶体管的可靠性差,不能与硅平面工艺制造的晶体管相比,因此完全由薄膜组成的电路没有普遍的实用价值。

薄膜集成电路的实际应用采用混合工艺,即利用薄膜技术制备玻璃,玻璃陶瓷,釉面或抛光氧化铝陶瓷基板上的无源元件和电路元件之间的互连线,然后集成电路,芯片通过热压接合,超声波焊接,光束引导或凸块翻转焊接来组装诸如晶体管和二极管的有源器件,以及通过薄膜工艺制造的功率电阻器,电容器和电感器。

完成电路。

使用丝网印刷工艺将电阻,电介质和导电涂层沉积在氧化铝,氧化钇陶瓷或碳化硅衬底上。

沉积过程使用细网筛来制作各种薄膜的图案。

这种图案是通过照相方法制成的,并且在没有沉积涂层的任何地方,网状物用胶乳封闭。

用导电涂层清洁和印刷氧化铝基板,以形成内部连接线,电阻器端子接合区域,芯片粘附区域,电容器的底部电极和导体膜。

在工件干燥后,在750至950℃的温度下煅烧,粘合剂挥发,导体材料烧结,然后电阻器,电容器,跳线,绝缘体和色密封层是通过印刷和烧制工艺形成。

有源器件通过共晶焊接,回流焊接,低熔点凸点倒装芯片焊接或束引线焊接制造,然后安装在烧制的基板上,并且焊接引线以形成厚膜电路。

厚膜电路通常具有7至40微米的膜厚度。

通过厚膜工艺制备多层布线的过程是方便的,并且多层工艺具有良好的相容性,并且可以大大提高二次集成的组装密度。

此外,等离子喷涂,火焰喷涂,印刷工艺等都是新的厚膜工艺技术。

与薄膜集成电路类似,厚膜集成电路由于厚膜晶体管而不实用,并且实际上使用混合工艺。

单片集成电路和薄膜和厚膜集成电路的三个过程各有特点,可以相互补充。

通用电路和标准电路的数量很大,并且可以使用单片集成电路。

对于低容量或非标准电路,通常使用混合工艺,即标准化单片集成电路,以及有源和无源组件的混合集成电路。

厚膜,薄膜集成电路在某些应用中相互交叉。

厚膜工艺中使用的工艺设备比较简单,电路设计灵活,生产周期短,散热性好,广泛应用于高压,大功率,无源的电路中。

元件公差要求不是太苛刻。

另外,由于厚膜电路易于在工艺制造中实现多层布线,所以大规模集成电路芯片可以在比单芯片集成电路更复杂的应用中组装成非常大规模的集成电路。

功能性或多功能单片集成电路芯片组装成多功能组件甚至小型整机。

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