من الناحية المهنية، تُعدّ عملية إنتاج الرقاقة الإلكترونية عمليةً معقدةً وشاقةً للغاية. ومع ذلك، فمن خلال السلسلة الصناعية الكاملة للدوائر المتكاملة، تنقسم هذه العملية بشكلٍ رئيسي إلى أربعة أجزاء: تصميم الدائرة المتكاملة ← تصنيع الدائرة المتكاملة ← التغليف ← الاختبار.
عملية إنتاج الرقائق:
1. تصميم الشريحة
الشريحة منتج صغير الحجم ولكنه عالي الدقة. ولصنعها، يُعد التصميم الخطوة الأولى. ويتطلب التصميم مساعدة تصميم الشريحة المطلوب للمعالجة باستخدام أداة EDA وبعض نوى IP.
عملية إنتاج الرقائق:
1. تصميم الشريحة
الشريحة منتج صغير الحجم ولكنه عالي الدقة. ولصنعها، يُعد التصميم الخطوة الأولى. ويتطلب التصميم مساعدة تصميم الشريحة المطلوب للمعالجة باستخدام أداة EDA وبعض نوى IP.
3. رفع السيليكون
بعد فصل السيليكون، تُستغنى المواد المتبقية. بعد عدة خطوات، يصل السيليكون النقي إلى مستوى تصنيع أشباه الموصلات. وهذا ما يُسمى بالسيليكون الإلكتروني.
4. سبائك السيليكون المصبوبة
بعد التنقية، يُصبّ السيليكون في سبائك السيليكون. تزن بلورة السيليكون الإلكترونية الواحدة بعد صبّها في السبيكة حوالي 100 كجم، وتصل نقاوة السيليكون إلى 99.9999%.
5. معالجة الملفات
بعد صب سبيكة السيليكون، يجب تقطيعها بالكامل إلى قطع، وهي الرقاقة التي تُسمى عادةً "الرقاقة"، وهي رقيقة جدًا. بعد ذلك، تُصقل الرقاقة حتى تصبح مثالية، ويصبح سطحها أملسًا كالمرآة.
يبلغ قطر رقائق السيليكون 8 بوصات (200 مم) و12 بوصة (300 مم). كلما زاد القطر، انخفضت تكلفة الشريحة الواحدة، ولكن زادت صعوبة المعالجة.
5. معالجة الملفات
بعد صب سبيكة السيليكون، يجب تقطيعها بالكامل إلى قطع، وهي الرقاقة التي تُسمى عادةً "الرقاقة"، وهي رقيقة جدًا. بعد ذلك، تُصقل الرقاقة حتى تصبح مثالية، ويصبح سطحها أملسًا كالمرآة.
يبلغ قطر رقائق السيليكون 8 بوصات (200 مم) و12 بوصة (300 مم). كلما زاد القطر، انخفضت تكلفة الشريحة الواحدة، ولكن زادت صعوبة المعالجة.
7. الكسوف وحقن الأيونات
أولاً، يلزم تآكل أكسيد السيليكون ونتريد السيليكون المكشوفين خارج المقاومة الضوئية، وترسيب طبقة من السيليكون لعزل أنبوب البلورة، ثم استخدام تقنية الحفر لكشف السيليكون السفلي. بعد ذلك، يُحقن البورون أو الفوسفور في هيكل السيليكون، ثم يُملأ النحاس لتوصيله بترانزستورات أخرى، ثم تُوضع طبقة أخرى من الغراء عليه لتشكيل طبقة هيكلية. عادةً ما تتكون الرقاقة من عشرات الطبقات، كطرق سريعة متشابكة بكثافة.
7. الكسوف وحقن الأيونات
أولاً، يلزم تآكل أكسيد السيليكون ونتريد السيليكون المكشوفين خارج المقاومة الضوئية، وترسيب طبقة من السيليكون لعزل أنبوب البلورة، ثم استخدام تقنية الحفر لكشف السيليكون السفلي. بعد ذلك، يُحقن البورون أو الفوسفور في هيكل السيليكون، ثم يُملأ النحاس لتوصيله بترانزستورات أخرى، ثم تُوضع طبقة أخرى من الغراء عليه لتشكيل طبقة هيكلية. عادةً ما تتكون الرقاقة من عشرات الطبقات، كطرق سريعة متشابكة بكثافة.
وقت النشر: ٨ يوليو ٢٠٢٣
