Fabricarea de circuite integrate monolitice este aspectul cel mai complex de dispozitive microelectronice vom discuta. Prin urmare, în acest modul introductiv, vom încerca să simplifice acest proces cât mai mult posibil. Chiar dacă discuția este foarte de bază, intenția este încă de a crește aprecierea dumneavoastră a progresului in domeniul microelectronicii. Tu ar trebui, ca urmare a acestei discuții, dat seama ca progresele in tehnicile de fabricație sunt atât de rapide încât stau la curent cu ele este extrem de dificil.

Fabricatie monolit. Două tipuri de fabricare monolit vor fi discutate. Acestea sunt METODA DIFFUSION și metoda epitaxială.DIFFUSION METHOD.-procesul de difuzie începe cu plachete de siliciu extrem de lustruite fiind plasat într-un cuptor (figura 1-11). Cuptorul conține o impuritate concentrație format din atomi de impuritate, care dau foarte caracteristicile electrice dorite. Concentrația de atomi de impuritate este difuzat în plachetei și este controlată prin controlul temperaturii cuptorului și în momentul în care plachetei de siliciu se permite să rămână în cuptor. Aceasta se numește dopaj. În cazul în care napolitana a fost dopat uniform, fabricarea de dispozitive semiconductoare poate începe. Câteva sute de circuite sunt produse simultan de vafă. Figura 1-11.-Napolitane într-un cuptor de difuzie.

Pașii din procesul de fabricatie descris aici, și ilustrat în figura 1-12, ar produce on p n, difuzat-plane tranzistor. Dar, cu mici diferențe, tehnica poate fi aplicată la producerea unui circuit complet, inclusiv diode, rezistențe și condensatoare. Treptele sunt efectuate înurmătoarea ordine: 1. Un strat de oxid este crescut termic pe materia primă de siliciu de tip n.2. Prin intermediul procesului fotolitografica, o fereastră se deschide prin stratul de oxid. Acest lucru se face prin utilizarea de măști, așa cum sa discutat mai devreme.3. baza tranzistorului este format prin plasarea plachetei într-un cuptor de difuzie conținând o impuritate ptype, cum ar fi bor. Prin controlul temperaturii cuptorului și durata de timp în care plachetei este în cuptor, puteți controla cantitatea de bor difuzate prin fereastra (borul va răspândi de fapt puțin peste deschiderea ferestrei). Un nou strat de oxid este apoi lăsat să se formeze pe suprafața expusă la fereastră.4. Un nou fereastră, folosind o altă mască mult mai mică decât prima, se deschide prin noul strat de oxid.5. Un tip n impuritate, cum ar fi fosfor, este difuzat prin noua fereastră pentru a forma porțiunea emițător a tranzistorului. Din nou, materialul difuzat va răspândi ușor dincolo deschiderea ferestrei. Inca un alt strat de oxid este apoi lăsat să se formeze peste fereastra.6. Prin intermediul unor tehnici de mascare a precizie, ferestre foarte mici (aproximativ 0,005 inch în diametru) sunt deschise în ambele bază și emitor regiunile tranzistor pentru a oferi acces pentru curenți electrici.7. aluminiu este apoi depozitat în aceste ferestre și aliat pentru a forma firele de tranzistor sau IC.(Rețineți că joncțiunile pn sunt acoperite pe tot parcursul procesului de fabricatie de un strat de oxid care previne contaminarea.)

Procesul epitaxial METHOD.-epitaxial implică depunerea unui strat foarte subțire de siliciu pentru a forma o regiune cristalină dopat uniform (strat epitaxial) pe substrat. Componentele sunt produse prin difuziune materiale adecvate în stratul epitaxial în același mod ca și metoda planară difuzie. Când tehnici plane-difuzie și epitaxiale sunt combinate, caracteristicile componente sunt îmbunătățite datorită uniformității dopaj în stratul epitaxial. O secțiune transversală a unui tranzistor tipic-planar epitaxial este prezentată în figura 1-13. Rețineți că părțile componente nu pătrunde substratul așa cum au făcut în tranzistor difuzat-plan.

ISOLATION.-cauza apropierii de componente în circuite integrate, separat de celălalt devine un factor foarte important. Izolarea este prevenirea interacțiune nedorite sau scurgere între componente. Acest lucru ar putea cauza scurgere funcționarea necorespunzătoare a unui circuit.Tehnicile sunt dezvoltate pentru a îmbunătăți izolare. Cel mai cunoscut este utilizarea de oxid de siliciu, care este un izolator excelent. Unii producători experimentează cu un singur cristal de siliciu crescut pe un substrat izolator. Alte procese sunt, de asemenea, utilizate, care sunt mult prea complexe pentru a merge în aici. Cu progrese în tehnici de izolare, fiabilitatea și eficiența ICS va crește rapid.Thin FilmPeliculă subțire este termenul utilizat pentru a descrie o tehnică de depunere elemente de circuit pasive pe un substrat izolant cu acoperire la o grosime de 0,0001 cm. Multe metode de depunere thin-film există, dar două dintre cele mai utilizate pe scară largă sunt evaporare în vid și CATHODE pulverizare.VACUUM EVAPORATION.-Evaporarea in vacuum este o metodă utilizată pentru a depune mai multe tipuri de materiale într-o cameră de înaltă evacuați în care materialul este încălzit de electricitate, așa cum se arată în figura 1-14. Materialul este radiata in linii drepte, în toate direcțiile de la sursă și este umbrită de obiecte în calea sa.                                                                                                                               Prescurele, cu măști corespunzătoare (figura 1-15), sunt plasate deasupra și la o oarecare distanță de materialul care este evaporat. Când procesul este finalizat, vacuumul este eliberat și măștile sunt eliminate din plachetele. Acest proces lasă o peliculă subțire, uniform din materialul de depunere pe toate părțile plachetele expuse de porțiunile deschise ale măștii. Acest proces este, de asemenea, utilizat pentru a interconexiunilor de depozit (piste) între componentele unui IC.Tehnica evaporare în vid este cel mai potrivit pentru depunere materiale foarte reactive, cum ar fi aluminiu, care sunt dificil de manipulat în aer. Metoda este curat și permite un contact mai bun între stratul de material depus și suprafața pe care a fost depus. In plus, deoarece grinzi de evaporare se deplaseze în linii drepte, modele foarte precise pot fi produse.CATHODE-SPUTTERING.-Un sistem tipic-catod pulverizare este ilustrată în figura 1-16.

Acest proces este, de asemenea, realizată într-un vid. Un potențial de 2 până la 5 kilovolți este aplicată între anod și catod (materia primă). Aceasta produce o descărcare luminiscentă în spațiul dintre electrozi.Rata la care atomii sunt pulverizate pe materialul sursă depinde de numărul de ioni care se lovesc și numărul de atomi ejectate pentru fiecare bombardament ionic. Atomii ejectate sunt depozitate uniform pe toate obiectele din camera. Când ciclul de pulverizare este finalizat, vidul din camera este eliberat și plachetele sunt eliminate. Măștile sunt apoi îndepărtate din plachetele, lăsând un depozit care formează elementele pasive ale circuitului, așa cum se arată în figura 1-17.                     

Fin de sticlă lustruit, ceramică glazurate, și siliciu oxidat au fost folosite ca materiale de substrat pentru filme subtiri. Un număr de materiale, inclusiv nicrom, un compus de oxid de siliciu și metalo-ceramice crom, tantal, titan și, au fost folosite pentru rezistoare cu peliculă subțire. Nicrom este cel mai utilizat pe scară largă.Procedeul de obținere condensatori cu film subțire implică depunerea unui electrod de jos, un dielectric, și în cele din urmă un electrod de sus. Materialele dielectrice cele mai folosite sunt monoxidul de siliciu și dioxid de siliciu.Gros de FilmFilme groase sunt produse prin screening modele de efectuarea și materiale izolante pe substraturi ceramice. Un film gros este un film de material cu o grosime care este de cel puțin 10 ori mai mare decât drumul liber mijlociu de un electron în care materialul, sau aproximativ 0,001 centimetru. Tehnica este utilizată pentru a produce numai elemente pasive, cum ar fi rezistente si condensatori.PROCEDURES.-One procedură folosită la fabricarea unui film gros este de a produce o serie de șabloane numite ecrane. Ecranele sunt plasate pe substrat și desfășurarea corespunzătoare sau materiale izolatoare sunt șterse pe ecran. Odată materialul efectuarea sau izolarea a fost aplicat, ecranele sunt eliminate și formulările sunt arse la temperaturi de peste 600 de grade Celsius. Acest proces formează aliaje care sunt legate permanent la substrat izolator. Într-o măsură limitată, caracteristicile filmul poate fi controlată prin temperatura de ardere și durata de timp ardere.Valorile de rezistență RESISTORS.-gros filmate poate fi considerată o toleranță de 10 la sută. Toleranțe mai strânse sunt obținute prin tunderea fiecare rezistor după fabricare. Sute de formule diferite cermet sunt utilizate pentru a produce o gamă largă de parametri de componente. De exemplu, materialul folosit pentru un rezistor de 10 ohmi-pe-pătrat este destul de diferită de cea utilizată pentru un rezistor de 100 kilohm-pe-pătrat.Condensatori și RESISTOR condensator NETWORKS.-Condensatori sunt formate dintr-o secvență de proiectii si trageri. Condensatoarele în acest caz constă dintr-o placă de fund, intraconnections, un dielectric, și o placă superioară. Pentru rețelele rezistor-condensator, următorul pas ar fi să depună materialul rezistență prin ecranul. Ultimul pas este selectarea și concedierea a unei incinte de sticlă pentru a sigila unității.Microcircuit HybridUn microcircuit hibrid este una care este fabricat prin combinarea a două sau mai multe tipuri de circuite, cum ar fi de film și circuite semiconductoare, sau o combinație de una sau mai multe tipuri de circuite și elemente discrete. Avantajul principal al microcircuite hibride este flexibilitatea de proiectare; că este, microcircuite hibride pot fi proiectate pentru a oferi utilizarea pe scară largă în aplicații specializate, cum ar fi volumul redus și circuitele de înaltă frecvență.Mai multe elemente și circuite sunt disponibile pentru aplicații hibride. Acestea includ componente discrete, care sunt electric și mecanic compatibil cu ICS. Astfel de componente pot fi utilizate pentru a efectua funcții care sunt plus față de cele de circuite integrate. Ele pot fi manipulate, testate, și asamblate cu esență același tehnologie și instrumente. Un hibrid IC arată un cip extinsă este prezentată în figura 1-18. Figura 1-18.-hibrid IC arată un cip mărită.

Circuite complete sunt disponibile sub formă de UNCASED CHIPS (neîncapsulată IC DICE). Aceste cipuri sunt de obicei identice cu cele vândute ca parte a liniei de producție regulat al producătorului. Acestea trebuie să fie ambalate în mod corespunzător și conectate de către utilizator în cazul în care o asamblare finală de înaltă calitate se obține.Circuitele sunt de obicei sigilate într-un pachet pentru a le proteja de solicitari mecanice si de mediu. One-mil (0,001 inch), conduce aur cu fir de sunt conectate la pinii corespunzătoare, care sunt aduse din pachetul, pentru a permite conexiuni externe.