Ke Kaʻina Hana Semiconductor a me nā lako (1/7) - Kaʻina Hana Hana Kaapuni Hoʻohui

 

1. E pili ana i nā Kaapuni Hoʻohui

 

1.1 Ka manaʻo a me ka hānau ʻana o nā kaapuni hoʻohui

 

Integrated Circuit (IC): pili i kahi mea hana e hoʻohui i nā mea hana e like me nā transistors a me nā diodes me nā ʻāpana passive e like me nā resistors a me nā capacitors ma o ke ʻano o nā ʻenehana hana kikoʻī.

ʻO kahi kaapuni a i ʻole ʻōnaehana i "hoʻohui ʻia" ma kahi semiconductor (e like me ke silicon a i ʻole nā ​​pūhui e like me ka gallium arsenide) wafer e like me kekahi mau pilina kaapuni a laila pūʻulu ʻia i loko o kahi pūpū e hana i nā hana kikoʻī.

I ka makahiki 1958, ʻo Jack Kilby, ʻo ia ke kuleana o ka miniaturization o nā lako uila ma Texas Instruments (TI), i manaʻo i ka manaʻo o nā kaapuni hoʻohui:

"No ka mea hiki ke hana ʻia nā ʻāpana āpau e like me nā capacitors, resistors, transistors, a me nā mea ʻē aʻe mai hoʻokahi mea, manaʻo wau e hiki ke hana iā lākou ma kahi ʻāpana semiconductor a laila hoʻopili iā lākou e hana i kahi kaapuni piha."

Ma Sepatemaba 12 a me Kepakemapa 19, 1958, ua hoʻopau ʻo Kilby i ka hana ʻana a me ka hōʻike ʻana o ka oscillator phase-shift a me ka trigger, kēlā me kēia, e hōʻailona ana i ka hānau ʻana o ke kaapuni hoʻohui.

I ka makahiki 2000, ua loaʻa iā Kilby ka makana no ka Nobel ma ka Physics. Ua ʻōlelo mua ke Kōmike makana no ka Nobel ʻo Kilby "i hoʻokumu i ke kumu no ka ʻenehana ʻike hou."

Hōʻike ke kiʻi ma lalo nei iā Kilby a me kāna patent circuit circuit.

 

 kumu-kilika-gan-epitaxy

 

1.2 Hoʻomohala ʻana i ka ʻenehana hana semiconductor

 

Hōʻike kēia kiʻi i nā pae hoʻomohala o ka ʻenehana hana semiconductor: cvd-sic-coating

 

1.3 Hui Pū ʻIa Kaapuni ʻOihana

 ʻoʻoleʻa-manaʻo

 

Hōʻike ʻia ke ʻano o ke kaulahao ʻoihana semiconductor (ʻoi aku ka nui o nā kaapuni i hoʻohui ʻia, me nā ʻenehana discrete) i ke kiʻi ma luna.

- Fabless: He hui e hoʻolālā i nā huahana me ka ʻole o ka laina hana.

- IDM: Mea Hana Mea Hana Hoʻohui, Mea Hana Mea Hana Hoʻohui;

- IP: Mea hana module kaapuni;

- EDA: Electronic Design Automatic, electronic design automation, hāʻawi nui ka hui i nā mea hana hoʻolālā;

- Kahua; Wafer foundry, hāʻawi i nā lawelawe hana chip;

- Hoʻopili a hoʻāʻo ʻana i nā hui foundry: lawelawe nui iā Fabless a me IDM;

- Nā lako a me nā ʻoihana kūikawā: hāʻawi nui i nā mea pono a me nā lako no nā ʻoihana hana chip.

ʻO nā huahana nui i hoʻohana ʻia me ka ʻenehana semiconductor he mau ʻāpana hoʻohui a me nā mea semiconductor discrete.

ʻO nā huahana nui o nā kaapuni hoʻohui pū kekahi:

- Nā ʻāpana maʻamau kikoʻī (ASSP);

- Pūnaehana Microprocessor (MPU);

- Hoʻomanaʻo

- Kaapuni Hoʻohui Kūikawā Kūikawā (ASIC);

- Kaapuni Analog;

- Kaapuni loina maʻamau (Logical Circuit).

ʻO nā huahana nui o nā mea ʻokoʻa semiconductor:

- Diode;

- Transistor;

- Mea Mana Mana;

- Mea Kiekie-Voltage;

- Mea Paahana Microwave;

- Optoelectronics;

- Mea manaʻo (Sensor).

 

2. Kaʻina Hana Kaapuni Hoʻohui

 

2.1 Hana Kipi

 

Hiki ke hana ʻia i ka manawa hoʻokahi a i ʻole ʻumi kaukani o nā ʻāpana kikoʻī ma kahi wafer silika. ʻO ka helu o nā ʻāpana ma kahi wafer silika e pili ana i ke ʻano o ka huahana a me ka nui o kēlā me kēia chip.

Kapa ʻia nā wafer silikoni he substrates. Ke piʻi aʻe nei ke anawaena o nā wafers silikona i nā makahiki, mai ka liʻiliʻi ma mua o 1 iniha i ka hoʻomaka ʻana a hiki i ka 12 iniha maʻamau (ma kahi o 300 mm) i kēia manawa, a ke hele nei ka hoʻololi ʻana i 14 iniha a i ʻole 15 iniha.

Hoʻokaʻawale ʻia ka hana ʻana i ka chip i ʻelima mau ʻanuʻu: ka hoʻomākaukau ʻana i ka wafer silika, ka hana ʻana i ka wafer silicon, ka hoʻāʻo ʻana a me ka ʻohi ʻana, ka hui ʻana a me ka hoʻopili ʻana, a me ka hoʻāʻo hope.

(1)Hoʻomākaukau wafer silikoni:

No ka hana ʻana i ka mea maka, lawe ʻia ke silika mai ke one a hoʻomaʻemaʻe ʻia. Hoʻopuka kahi kaʻina hana kūikawā i nā ingots silika o ke anawaena kūpono. A laila ʻoki ʻia nā ingots i loko o nā wafers silika lahilahi no ka hana ʻana i nā microchips.

Hoʻomākaukau ʻia nā wafers i nā kikoʻī kikoʻī, e like me nā koi lihi inoa a me nā pae hoʻohaumia.

 apo-alakai-tac

 

(2)ʻO ka hana ʻana i ka wafer silikon:

ʻIke pū ʻia ʻo ia ʻo ka hana chip, hiki mai ka wafer silika ʻole i ka hale hana wafer silicon a laila hele i nā ʻano hoʻomaʻemaʻe like ʻole, hana kiʻiʻoniʻoni, photolithography, etching and doping steps. ʻO ka wafer silika i hana ʻia he pūʻulu holoʻokoʻa o nā kaapuni i hoʻopili mau ʻia ma ka wafer silicon.

(3)ʻO ka hoʻāʻo ʻana a me ke koho ʻana i nā wafer silika:

Ma hope o ka pau ʻana o ka hana ʻana i ka wafer silika, hoʻouna ʻia nā wafer silika i ka wahi hoʻāʻo / ʻano, kahi e hoʻāʻo ʻia ai nā pahu pākahi a hoʻāʻo ʻia me ka uila. Hoʻokaʻawale ʻia nā ʻāpana ʻae ʻia a ʻae ʻole ʻia, a hōʻailona ʻia nā pōpoki hemahema.

(4)Huipu a me ka puolo:

Ma hope o ka hoʻāʻo ʻana a me ka hoʻokaʻawale ʻana, komo nā wafers i ka ʻaha hui a me ka pae hoʻopaʻa ʻana e hoʻopaʻa i kēlā me kēia pahu i loko o kahi pūʻolo paipu pale. Hoʻopili ʻia ka ʻaoʻao hope o ka wafer e hōʻemi i ka mānoanoa o ka substrate.

Hoʻopili ʻia kahi kiʻiʻoniʻoni ʻiʻo mānoanoa ma ke kua o kēlā me kēia wafer, a laila hoʻohana ʻia kahi pahi ʻili daimana e hoʻokaʻawale i nā ʻāpana ma kēlā me kēia wafer ma nā laina kākau ma ka ʻaoʻao mua.

ʻO ke kiʻiʻoniʻoni ma ke kua o ka wafer silika e mālama i ka hāʻule ʻana o ka chip silicon. I loko o ka mea kanu hui, paʻi ʻia nā ʻāpana maikaʻi a hoʻokuʻu ʻia e hana i kahi pūʻolo hui. Ma hope mai, hoʻopaʻa ʻia ka chip i loko o kahi ʻilika a i ʻole ka ʻili.

(5)Hoao hope:

No ka hōʻoia ʻana i ka hana o ka puʻupuʻu, hoʻāʻo ʻia kēlā me kēia kaapuni i hoʻopili ʻia e hoʻokō i nā koi o ka mea hana uila a me ke kaiapuni. Ma hope o ka hoʻāʻo hope ʻana, hoʻouna ʻia ka chip i ka mea kūʻai aku no ka hui ʻana ma kahi i hoʻolaʻa ʻia.

 

2.2 Māhele Kaʻina Hana

 

Hoʻokaʻawale ʻia nā kaʻina hana hana circuit integrated i:

Hope-hope: ʻO ke kaʻina hana mua e pili ana i ke kaʻina hana o nā mea hana e like me nā transistors, ka mea nui e pili ana i nā kaʻina hana o ka noho kaʻawale ʻana, ka hoʻokumu ʻana i ka puka, ke kumu a me ka wai, nā lua pili, etc.

hope-hope: ʻO ke kaʻina hana hope e pili ana i ka hoʻokumu ʻana i nā laina interconnection e hiki ke hoʻouna i nā hōʻailona uila i nā mea like ʻole ma ka chip, ʻoi aku ka nui o nā kaʻina e like me ka dielectric deposition ma waena o nā laina interconnection, ka hoʻokumu ʻana i nā laina metala, a me ka hoʻokumu ʻana i ka papa alakaʻi.

Waena waena: No ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana o nā transistors, hoʻohana nā nodes ʻenehana kiʻekiʻe ma hope o 45nm/28nm i nā dielectrics puka kiʻekiʻe-k a me nā kaʻina puka metala, a hoʻohui i nā kaʻina hana pani pani a me nā kaʻina interconnect kūloko ma hope o ka hoʻomākaukau ʻana o ke kumu transistor a me ka hoʻolālā wai. Aia kēia mau kaʻina hana ma waena o ke kaʻina hana mua a me ke kaʻina hope, a ʻaʻole hoʻohana ʻia i nā hana kuʻuna, no laila ua kapa ʻia lākou i nā kaʻina waena waena.

ʻO ka mea maʻamau, ʻo ke kaʻina hana hoʻomākaukau ʻana o ka lua hoʻopili ka laina hoʻokaʻawale ma waena o ke kaʻina hana mua a me ke kaʻina hope.

Puka pili: he puka i kālai ʻia i ke kiʻekiʻe i loko o ka wafer silika e hoʻopili ai i ka laina hoʻohui metala mua a me ka mea pani. Hoʻopiha ʻia me ka metala e like me ka tungsten a hoʻohana ʻia e alakaʻi i ka electrode mea hana i ka papa interconnection metala.

Ma o Hole: ʻO ia ke ala pili ma waena o ʻelua papa pili o nā laina pili metala, aia ma ka papa dielectric ma waena o nā papa metala ʻelua, a ua hoʻopiha ʻia me nā metala e like me ke keleawe.

Ma ke ano ākea:

Kaʻina hana mua: Ma ka manaʻo ākea, pono e hoʻokomo pū ka hana kaapuni i hoʻohui ʻia i ka hoʻāʻo ʻana, hoʻopili a me nā hana ʻē aʻe. Ke hoʻohālikelike ʻia me ka hoʻāʻo ʻana a me ka hoʻopili ʻana, ʻo ka ʻāpana a me ka hana interconnect ka ʻāpana mua o ka hana kaapuni i hoʻohui ʻia, i hui pū ʻia i nā kaʻina hana mua;

Kaʻina hope hope: Ua kapa ʻia ka hoʻāʻo ʻana a me ka hoʻopili ʻana i nā kaʻina hana hope.

 

3. Pauku

 

SMIF: Kūlana Mechanical maʻamau

AMHS: Pūnaehana hāʻawi waiwai ʻakomi

OHT: Hoʻololi Hoist

FOUP: Unified Pod wehe mua, ʻokoʻa i nā wafers 12 iniha(300mm)

 

ʻO ka mea nui,Hiki iā Semicera ke hāʻawiʻāpana graphite, ʻoluʻolu a ʻoʻoleʻa,ʻāpana kalapona silika, ʻO nā ʻāpana carbide silika CVD, aʻāpana i uhi ʻia ʻo SiC/TaCme ke kaʻina hana semiconductor piha i nā lā 30.Manaʻo nui mākou e lilo i hoa pili lōʻihi ma Kina.

 


Ka manawa hoʻouna: ʻAukake-15-2024