Habka iyo Qalabka Semiconductor (1/7) - Habka Waxsoosaarka Wareegga Isku-dhafka ah

1.Ku saabsan Wareegyada Isku-dhafka ah

1.1 Fikradda iyo dhalashada wareegyada isku dhafan

Isku-xidhka Wareegga (IC): waxa loola jeedaa aalad isku-darsa aaladaha firfircoon sida transistor-ka iyo diodes-yada leh qaybo dadban sida iska-caabiyeyaasha iyo capacitors-ka iyada oo loo marayo farsamooyin farsamaysan oo taxane ah.

Wareeg ama nidaam "isku-dhafan" oo ku yaal semiconductor (sida silikoon ama xeryahooda sida gallium arsenide) wafer iyadoo la raacayo isku xirka wareegyada qaarkood ka dibna baakad ku jira qolof si ay u qabtaan hawlo gaar ah.

Sanadkii 1958, Jack Kilby, oo mas'uul ka ahaa yaraynta qalabka elektiroonigga ah ee Texas Instruments (TI), ayaa soo jeediyay fikradda wareegyada isku dhafan:

"Maadaama dhammaan qaybaha sida capacitors, resistors, transistors, iwm laga samayn karo hal shay, waxaan u maleeyay inay suurtogal tahay in lagu sameeyo qayb ka mid ah walxaha semiconductor ka dibna la isku xiro si ay u sameeyaan wareeg dhamaystiran."

Sebtembar 12 iyo Sebtembar 19, 1958, Kilby wuxuu dhammaystiray soo saarista iyo muujinta oscillator-ka-wareejinta iyo kicinta, siday u kala horreeyaan, iyagoo calaamadeynaya dhalashada wareegga isku dhafan.

Sannadkii 2000, Kilby waxa la guddoonsiiyey abaalmarinta Nobel Prize ee Fiisigiska. Guddiga abaalmarinta Nobel-ka ayaa mar faallo ka bixiyay in Kilby "uu asaaska u dhigay tignoolajiyada macluumaadka casriga ah."

Sawirka hoose wuxuu muujinayaa Kilby iyo shatigiisa wareegga isku dhafan:

1.2 Horumarinta tignoolajiyada wax soo saarka semiconductor

Jaantuska soo socdaa wuxuu muujinayaa heerarka horumarinta tignoolajiyada wax soo saarka semiconductor: 

1.3 Silsiladda Warshadaha Isku-dhafan

Halabuurka silsiladda warshadaha semiconductor (inta badan wareegyada isku dhafan, oo ay ku jiraan aaladaha kala duwan) ayaa lagu muujiyey shaxanka kore:

- Fabless: Waa shirkad naqshadaysa alaabada iyada oo aan lahayn khad wax soo saar.

- IDM: Soo saaraha Qalabka Isku-dhafka ah, soo saaraha qalabka isku dhafan;

- IP: Soo saaraha moduleka wareegga;

- EDA: Naqshad Elektroonik ah oo otomaatig ah, farsamaynta naqshadaynta elektiroonigga ah, shirkadu waxay inta badan bixisaa qalabka naqshadeynta;

- Aasaaska; Foundry Wafer, bixinta adeegyada wax soo saarka chip;

Baakadaha iyo tijaabinta shirkadaha aasaaska: inta badan u adeega Fableless iyo IDM;

- Qalabka iyo shirkadaha qalabka gaarka ah: inta badan waxay bixiyaan alaabta lagama maarmaanka ah iyo qalabka shirkadaha wax soo saarka.

Alaabooyinka ugu muhiimsan ee la soo saaro iyadoo la adeegsanayo tikniyoolajiyadda semiconductor waa wareegyo isku dhafan iyo qalab semiconductor oo kala duwan.

Alaabooyinka ugu muhiimsan ee wareegyada isku dhafan waxaa ka mid ah:

- Qaybaha Halbeegga Gaarka ah ee Codsiga (ASSP);

- Unugga Processor-ka (MPU);

- Xusuusta

- Codsiga Isku-dhafan Gaarka ah (ASIC);

- Wareegga Analog;

- Wareegga macquulka ah ee guud (wareeg macquul ah).

Alaabooyinka ugu muhiimsan ee qalabka semiconductor discrete waxaa ka mid ah:

- Diode;

- Transistor;

- Qalabka Korontada;

- Qalabka Voltage-sare;

- Qalabka Microwave;

- Optoelectronics;

- Qalabka dareemayaasha (Sensor).

2. Habka Waxsoosaarka Wareegga Isku-dhafan

2.1 Soosaarka Chip

Daraasiin ama xitaa tobanaan kun oo jajab gaar ah ayaa isku mar lagu samayn karaa wafer silikoon ah. Tirada jajabyada ku jira wafer silikoon waxay ku xiran tahay nooca badeecada iyo xajmiga jajab kasta.

Waferrada silikoonka waxaa badanaa loo yaqaan substrates. Dhexroorka waferrada silikoonku waa uu sii kordhayay sannadihii la soo dhaafay, laga bilaabo in ka yar 1 inch bilowgii ilaa 12 inji (qiyaastii 300 mm) hadda la isticmaalo, waxaana loo gudbayaa 14 inji ama 15 inji.

Wax-soo-saarka Chip guud ahaan waxa loo qaybiyaa shan marxaladood: diyaarinta waferka silikoon, wax soo saarka wafer silikoon, tijaabinta jajabka/qaadista, isu-ururinta iyo baakadaha, iyo tijaabada u dambaysa.

(1)Diyaarinta wafer silikoon:

Si loo sameeyo alaabta ceeriin, silikoon ayaa laga soo saaraa ciidda waana la nadiifiyaa. Nidaam gaar ah ayaa soo saara silikoon dhexroor ku habboon. Ingots-ka ayaa markaa la gooyaa maraqa silikoon khafiif ah si loo sameeyo microchips.

Wafers waxaa loo diyaariyey sifooyin gaar ah, sida shuruudaha cirifka diiwaangelinta iyo heerarka faddaraynta.

(2)Wax soo saarka silikoon wafer:

Sidoo kale loo yaqaan wax-soo-saarka chip-ka, waferka silikoon ee qaawan wuxuu yimaaddaa warshadda wax-soo-saarka silikoon ka dibna wuxuu maraa nadiifin kala duwan, samaynta filimada, sawir-qaadista, etching iyo tallaabooyinka doping-ka. Waferka silikoon ee la warshadeeyay wuxuu leeyahay wareegyo isku dhafan oo dhamaystiran oo si joogto ah ugu dhejisan waferka silikoon.

(3)Tijaabinta iyo xulashada maraqa silikoon:

Ka dib marka la dhammeeyo soo saarista waferka silikoon, waferrada silikoon ayaa loo diraa goobta tijaabada/kala-soocida, halkaas oo jajabyada shaqsiga ah lagu tijaabiyo koronto ahaan. Chips-ka la aqbali karo iyo kuwa aan la aqbali karin ayaa markaa la kala soocaa, waxaana la calaamadiyaa jajabyada cilladaysan.

(4)Isku-xidhka iyo baakadaha:

Baaritaanka/kala-soocidda waferka ka dib, maraqyadu waxay galaan isku-tagga iyo tillaabada baakooyinka si ay ugu xiraan jajabyada gaarka ah ee xirmada tuubada difaaca. Dhinaca dambe ee maraqa ayaa dhulka lagu dhigayaa si loo yareeyo dhumucda substrate-ka.

Filim balaastiig ah oo qaro weyn ayaa ku xiran dhabarka wafer kasta, ka dibna daab dheeman caaro leh ayaa loo isticmaalaa in lagu kala saaro jajabyada ku yaal wafer kasta oo ku yaal xariiqyada qoraalka ee dhinaca hore.

Filimka caaga ah ee ku yaal dhabarka waferka silikoon wuxuu ka ilaaliyaa in chip silikoon uu soo dhaco. Warshada kulanka, jajabyada wanaagsan ayaa la riixaa ama la daadgureeyaa si ay u sameeyaan xirmo kulan. Ka dib, jajabku wuxuu ku xiran yahay caag ama qolof dhoobo ah.

(5)Imtixaanka ugu dambeeya:

Si loo hubiyo shaqaynta chip-ka, wareeg kasta oo baakadaysan ayaa la tijaabiyaa si loo buuxiyo shuruudaha cabbirka sifada korantada iyo deegaanka ee soo saaraha. Imtixaanka ugu dambeeya ka dib, chip-ka waxaa loo diraa macmiilka si uu isugu keeno meel gaar ah.

2.2 Qaybta Habraaca

Nidaamyada wax-soo-saarka wareegga isku-dhafan ayaa guud ahaan loo qaybiyaa:

Dhamaadka horeHabka-dhamaadka hore guud ahaan waxaa loola jeedaa habka wax soo saarka ee qalabka sida transistor, inta badan ay ku jiraan hababka samaynta go'doomin, qaab-dhismeedka albaabka, isha iyo bullaacadaha, xiriir godadka, iwm.

Dhabar-dhammaadHabka-dhamaadka-dhamaadka inta badan waxa loola jeedaa samaynta khadadka isku xidha u gudbin kara signalada koronto qalab kala duwan ee chip-ka, inta badan ay ku jiraan hababka sida dielectric dhigista dhexeeya khadadka isku xidhka, samaynta line biraha, iyo samaynta suufka rasaasta.

Marxaladda dhexe: Si loo hagaajiyo waxqabadka transistor-ka, noodhka tignoolajiyada horumarsan ee ka dib 45nm / 28nm waxay isticmaalaan dielectric gate-ka sare iyo hababka albaabka birta, oo ay ku daraan hababka albaabka beddelka iyo hababka isku xidhka maxalliga ah ka dib marka isha transistor-ka iyo qaab dhismeedka bullaacadaha la diyaariyo. Nidaamyadani waxay u dhexeeyaan geeddi-socod-dhamaadka hore iyo habka-dhamaadka, oo aan loo isticmaalin hababka dhaqanka, sidaas darteed waxaa loogu yeeraa hababka marxaladda dhexe.

Caadi ahaan, habka diyaarinta daloolka xidhiidhka waa xariiqda qaybinta u dhaxaysa habka hore-dhamaadka iyo habka-dhamaadka dambe.

Godka xidhiidhka: dalool si toos ah ugu xardhan maraqa silikoon si loogu xidho khadka isku xidhka birta lakabka kowaad iyo aaladda substrate-ka. Waxaa ka buuxsamay birta sida tungsten waxaana loo isticmaalaa in lagu hoggaamiyo qalabka korantada lakabka isku xirka birta.

Dalool: Waa dariiqa isku xidha labada lakab ee isku xiga ee xadhkaha isku xidha birta, ku yaala lakabka dielectric ee u dhexeeya labada lakab ee birta ah, waxaana guud ahaan ka buuxa biraha sida naxaasta.

Si guud:

Habka-dhamaadka hore: Dareen ballaadhan, wax-soo-saarka wareegga isku-dhafka ah waa inuu sidoo kale ku jiraa tijaabinta, baakadaha iyo tillaabooyin kale. Marka la barbardhigo tijaabinta iyo baakadaha, qaybaha iyo wax soo saarka isku-xidhka ayaa ah qaybta ugu horeysa ee wax soo saarka wareegga isku dhafan, oo si wadajir ah loogu tixraacayo hababka dhammaadka hore;

Habka-dhamaadka dambeTijaabinta iyo baakaynta waxa loo yaqaan hababka-dhamaadka dambe.

3. Lifaaqa

SMIF: Interface makaanikada caadiga ah

AMHS: Nidaamka Wax-is-gudbinta oo Toomaatig ah

OHT: Wareejinta korka sare

FOUP: Furitaanka Hore ee Midaysan, Gaar ah ilaa 12 inch (300mm) wafers

Ka sii muhiimsan,Semicera ayaa bixin karaqaybaha garaafyada, jilicsan/dareen adag,qaybaha carbide silicon, CVD qaybaha carbide siliconiyoQaybaha dahaarka leh ee SiC/TaCoo leh habka semiconductor buuxa 30 maalmood gudahood.Waxaan si daacad ah u rajeyneynaa inaan noqono lammaanahaaga muddada-dheer ee Shiinaha.