1.Zirkuitu Integratuei buruz
1.1 Zirkuitu integratuen kontzeptua eta sorrera
Zirkuitu Integratua (CI): transistoreak eta diodoak bezalako gailu aktiboak erresistentzia eta kondentsadoreak bezalako osagai pasiboekin konbinatzen dituen gailu bati esaten zaio, prozesatzeko teknika zehatz batzuen bidez.
Erdieroale batean (adibidez, silizioa edo galio artsenuroa bezalako konposatuetan) "integratuta" dagoen zirkuitu edo sistema, zirkuitu-interkonexio batzuen arabera, eta ondoren shell batean ontziratzen den funtzio zehatzak betetzeko.
1958an, Texas Instruments-en (TI) ekipo elektronikoen miniaturizazioaz arduratu zen Jack Kilbyk zirkuitu integratuen ideia proposatu zuen:
"Kondentsadoreak, erresistentziak, transistoreak eta abar bezalako osagai guztiak material bakarretik egin daitezkeenez, material erdieroale baten gainean egin eta gero interkonektatu zirkuitu oso bat osatzeko posible izango zela pentsatu nuen".
1958ko irailaren 12an eta irailaren 19an, Kilbyk fase-aldaketaren osziladorearen eta abiarazlearen fabrikazioa eta erakustaldia amaitu zituen, hurrenez hurren, zirkuitu integratuaren sorrera markatuz.
2000. urtean, Kilbyk Fisikako Nobel Saria jaso zuen. Nobel Sariaren Batzordeak behin esan zuen Kilbyk "informazio teknologia modernoaren oinarriak ezarri zituela".
Beheko irudiak Kilby eta bere zirkuitu integratuko patentea erakusten ditu:
1.2 Erdieroaleak fabrikatzeko teknologiaren garapena
Hurrengo irudian erdieroaleen fabrikazio-teknologiaren garapen-etapak erakusten dira: 
1.3 Zirkuitu Integratuko Industria Katea
Erdieroaleen industria-katearen osaera (zirkuitu integratuak batez ere, gailu diskretuak barne) goiko irudian erakusten da:
- Fabless: Produkzio-lerrorik gabeko produktuak diseinatzen dituen enpresa.
- IDM: Integrated Device Manufacturer, gailu integratuaren fabrikatzailea;
- IP: Zirkuitu moduluen fabrikatzailea;
- EDA: Diseinu Elektronikoa Automatikoa, diseinu elektronikoaren automatizazioa, enpresak batez ere diseinu tresnak eskaintzen ditu;
- Galdaketa; Ostia galdaketa, txirbilak fabrikatzeko zerbitzuak eskaintzen ditu;
- Enbalatzeko eta probatzeko galdaketa enpresak: Fabless eta IDM zerbitzatzen dituzte batez ere;
- Material eta ekipamendu bereziko enpresak: txirbilak fabrikatzen dituzten enpresei beharrezko materialak eta ekipamenduak ematen dizkiete nagusiki.
Erdieroaleen teknologia erabiliz ekoizten diren produktu nagusiak zirkuitu integratuak eta gailu erdieroale diskretuak dira.
Zirkuitu integratuen produktu nagusiak hauek dira:
- Aplikazio estandar espezifikoak (ASSP);
- Mikroprozesadorearen Unitatea (MPU);
- Memoria
- Aplikazioaren Zirkuitu Integratua Espezifikoa (ASIC);
- Zirkuitu analogikoa;
- Zirkuitu logiko orokorra (Zirkuitu Logikoa).
Erdieroaleen gailu diskretuen produktu nagusiak hauek dira:
- Diodoa;
- Transistorea;
- Power Gailua;
- Tentsio handiko gailua;
- Mikrouhin-labea;
- Optoelektronika;
- Sentsore-gailua (Sensor).
2. Zirkuitu Integratuko Fabrikazio Prozesua
2.1 Txipak fabrikatzea
Dozenaka edo are milaka txip zehatz egin daitezke aldi berean siliziozko oblean. Siliziozko oblea baten txip kopurua produktu motaren eta txip bakoitzaren tamainaren araberakoa da.
Siliziozko obleak substratu deitu ohi dira. Siliziozko obleen diametroa handitzen joan da urteetan, hasieran 1 hazbete baino gutxiagotik gaur egun erabili ohi diren 12 hazbeteetara (300 mm inguru), eta 14 hazbeteko edo 15 hazbeteko trantsizioa jasaten ari da.
Txirbilaren fabrikazioa bost fasetan banatzen da orokorrean: siliziozko obleen prestaketa, siliziozko obleen fabrikazioa, txirbilaren proba/bilketa, muntaketa eta ontziratzea eta azken proba.
(1)Siliziozko obleak prestatzea:
Lehengaia egiteko, silizioa haretik atera eta araztu egiten da. Prozesu berezi batek diametro egokia duten siliziozko lingoteak sortzen ditu. Gero, lingoteak siliziozko oblea meheetan mozten dira mikrotxipak egiteko.
Ostia espezifikazio espezifikoekin prestatzen dira, hala nola erregistro-ertzaren baldintzak eta kutsadura-mailak.
(2)Siliziozko obleen fabrikazioa:
Txiparen fabrikazioa izenez ere ezaguna, siliziozko oblea biluzia siliziozko obleak fabrikatzeko plantara iristen da eta, ondoren, hainbat garbiketa, filmaren eraketa, fotolitografia, grabaketa eta dopatze urratsak egiten ditu. Prozesatutako siliziozko obleak zirkuitu integratu multzo osoa du siliziozko oblean etengabe grabatuta.
(3)Siliziozko obleen proba eta hautaketa:
Siliziozko obleen fabrikazioa amaitu ondoren, siliziozko obleak proba/ordenatzeko eremura bidaltzen dira, non txip indibidualak zundatu eta elektrikoki probatzen diren. Ondoren, onargarriak eta onartezinak diren txipak ordenatzen dira, eta akastunak markatzen dira.
(4)Muntaketa eta ontziratzea:
Obleak probatu/sailkatu ondoren, obleak muntaketa eta ontziratze urratsean sartzen dira txipak babes-hodi pakete batean ontziratzeko. Oblearen atzeko aldea ehotzen da substratuaren lodiera murrizteko.
Plastikozko film lodi bat lotzen da ostia bakoitzaren atzealdean, eta, ondoren, diamante-punta duen zerra-orri bat erabiltzen da oblea bakoitzeko txirbilak aurrealdeko izkina-lerroetan zehar bereizteko.
Siliziozko oblearen atzealdeko plastikozko filmak siliziozko txipa eror ez dadin mantentzen du. Muntaia plantan, txirbil onak prentsatu edo ebakuatzen dira, muntaketa-pakete bat osatzeko. Geroago, txipa plastikozko edo zeramikazko oskol batean ixten da.
(5)Azken proba:
Txiparen funtzionaltasuna ziurtatzeko, ontziratutako zirkuitu integratu bakoitza fabrikatzailearen parametro elektrikoen eta ingurumenaren ezaugarriak betetzeko probatzen da. Azken probaren ondoren, txipa bezeroari bidaltzen zaio munta dezan toki dedikatu batean.
2.2 Prozesuaren zatiketa
Zirkuitu integratuen fabrikazio-prozesuak, oro har, honela banatzen dira:
Front-end: Front-end prozesuak, oro har, transistoreak bezalako gailuen fabrikazio-prozesuari egiten dio erreferentzia, batez ere isolamendu-prozesuak, ate-egitura, iturria eta hustubidea, kontaktu-zuloak, etab.
Atzealdea: Atzeko prozesua txiparen hainbat gailuri seinale elektrikoak transmititu ditzaketen interkonexio-lerroen eraketari egiten dio erreferentzia nagusiki, batez ere interkonexio-lerroen arteko jalkitze dielektrikoa, metalezko lerroen eraketa eta berunezko padaren eraketa bezalako prozesuak barne.
Etapa erdikoa: Transistoreen errendimendua hobetzeko, 45nm/28nm-ren ondorengo teknologia aurreratuko nodoek k goi-ateko dielektrikoen eta ate metalikoen prozesuak erabiltzen dituzte, eta ordezko ate prozesuak eta tokiko interkonexio prozesuak gehitzen dituzte transistorearen iturria eta drainatze egitura prestatu ondoren. Prozesu hauek front-end prozesuaren eta back-end prozesuaren artean daude, eta ez dira prozesu tradizionaletan erabiltzen, beraz, etapa ertaineko prozesuak deitzen zaizkie.
Normalean, kontaktu-zuloa prestatzeko prozesua front-end prozesuaren eta back-end prozesuaren arteko lerro banatzailea da.
Harremanetarako zuloa: silizio-oblean bertikalki grabatutako zulo bat lehen geruzako metalen arteko konexio-lerroa eta substratu-gailua konektatzeko. Metalez beteta dago, hala nola wolframioa, eta gailuaren elektrodoa metalen interkonexio-geruzara eramateko erabiltzen da.
Zulo bidez: Aldameneko bi geruza metalikoen arteko lotura-bidea da, bi geruza metalikoen arteko geruza dielektrikoan kokatua, eta oro har, kobrea bezalako metalez beteta dago.
Zentzu zabalean:
Front-end prozesua: Zentzu zabalean, zirkuitu integratuen fabrikazioak probak, ontziratzeak eta beste urrats batzuk ere barne hartu behar ditu. Proba eta ontziratzearekin alderatuta, osagaien eta interkonexioen fabrikazioa zirkuitu integratuen fabrikazioaren lehen zatia da, kolektiboki front-end prozesu gisa deitzen direnak;
Back-end prozesua: Proba eta ontziratzea back-end prozesuak deitzen dira.
3. Eranskina
SMIF: Interfaze Mekaniko Estandarra
AMHS: Materialak emateko sistema automatizatua
OHT: Goiko polipasto transferentzia
FOUP: Aurrealdeko irekiera bateratua, 12 hazbeteko (300 mm) obleekin esklusiboa
Are garrantzitsuagoa dena,Semicerak eman dezakegrafito zatiak, feltro biguna/zurruna,silizio karburozko piezak, CVD silizio-karburozko piezak, etaSiC/TaC estalitako piezak30 egunetan erdieroale prozesu osoarekin.Zinez espero dugu zure epe luzerako bazkide bihurtzea Txinan.
Argitalpenaren ordua: 2024-ko abuztuaren 15a