1.Tentang Sirkuit Terpadu
1.1 Konsep dan lahirnya sirkuit terpadu
Sirkuit Terpadu (IC): mengacu pada perangkat yang menggabungkan perangkat aktif seperti transistor dan dioda dengan komponen pasif seperti resistor dan kapasitor melalui serangkaian teknik pemrosesan tertentu.
Suatu rangkaian atau sistem yang “terintegrasi” pada wafer semikonduktor (seperti silikon atau senyawa seperti galium arsenida) menurut interkoneksi rangkaian tertentu dan kemudian dikemas dalam cangkang untuk menjalankan fungsi tertentu.
Pada tahun 1958, Jack Kilby, yang bertanggung jawab atas miniaturisasi peralatan elektronik di Texas Instruments (TI), mengajukan gagasan sirkuit terpadu:
“Karena semua komponen seperti kapasitor, resistor, transistor, dll. dapat dibuat dari satu bahan, saya pikir akan mungkin untuk membuatnya pada sepotong bahan semikonduktor dan kemudian menghubungkannya untuk membentuk rangkaian yang lengkap.”
Pada tanggal 12 September dan 19 September 1958, Kilby menyelesaikan pembuatan dan demonstrasi osilator pergeseran fasa dan pemicu, masing-masing, menandai lahirnya sirkuit terpadu.
Pada tahun 2000, Kilby dianugerahi Hadiah Nobel Fisika. Komite Hadiah Nobel pernah berkomentar bahwa Kilby “meletakkan dasar bagi teknologi informasi modern.”
Gambar di bawah menunjukkan Kilby dan paten sirkuit terpadunya:
1.2 Perkembangan teknologi manufaktur semikonduktor
Gambar berikut menunjukkan tahapan perkembangan teknologi manufaktur semikonduktor: 
1.3 Rantai Industri Sirkuit Terpadu
Komposisi rantai industri semikonduktor (terutama sirkuit terpadu, termasuk perangkat diskrit) ditunjukkan pada gambar di atas:
- Fabless: Perusahaan yang mendesain produk tanpa jalur produksi.
- IDM: Produsen Perangkat Terintegrasi, produsen perangkat terintegrasi;
- IP: Produsen modul sirkuit;
- EDA: Desain Elektronik Otomatis, otomatisasi desain elektronik, perusahaan terutama menyediakan alat desain;
- Pengecoran; Pengecoran wafer, menyediakan jasa pembuatan chip;
- Perusahaan pengecoran dan pengujian: terutama melayani Fabless dan IDM;
- Perusahaan bahan dan peralatan khusus: terutama menyediakan bahan dan peralatan yang diperlukan untuk perusahaan pembuat chip.
Produk utama yang dihasilkan dengan menggunakan teknologi semikonduktor adalah sirkuit terpadu dan perangkat semikonduktor diskrit.
Produk utama sirkuit terpadu meliputi:
- Bagian Standar Khusus Aplikasi (ASSP);
- Unit Mikroprosesor (MPU);
- Memori
- Sirkuit Terpadu Khusus Aplikasi (ASIC);
- Sirkuit Analog;
- Rangkaian logika umum (Logical Circuit).
Produk utama perangkat diskrit semikonduktor meliputi:
- Dioda;
- Transistor;
- Perangkat Listrik;
- Perangkat Tegangan Tinggi;
- Perangkat Gelombang Mikro;
- Optoelektronik;
- Perangkat sensor (Sensor).
2. Proses Pembuatan Sirkuit Terpadu
2.1 Pembuatan Chip
Puluhan atau bahkan puluhan ribu chip tertentu dapat dibuat secara bersamaan pada wafer silikon. Jumlah chip pada wafer silikon tergantung pada jenis produk dan ukuran masing-masing chip.
Wafer silikon biasanya disebut substrat. Diameter wafer silikon telah meningkat selama bertahun-tahun, dari awalnya kurang dari 1 inci menjadi 12 inci (sekitar 300 mm) yang umum digunakan sekarang, dan sedang mengalami transisi menjadi 14 inci atau 15 inci.
Pembuatan chip umumnya dibagi menjadi lima tahap: persiapan wafer silikon, pembuatan wafer silikon, pengujian/pemetikan chip, perakitan dan pengemasan, dan pengujian akhir.
(1)Persiapan wafer silikon:
Untuk membuat bahan bakunya, silikon diekstraksi dari pasir dan dimurnikan. Proses khusus menghasilkan ingot silikon dengan diameter yang sesuai. Ingot tersebut kemudian dipotong menjadi wafer silikon tipis untuk membuat microchip.
Wafer disiapkan sesuai spesifikasi spesifik, seperti persyaratan tepi registrasi dan tingkat kontaminasi.
(2)Pembuatan wafer silikon:
Juga dikenal sebagai pembuatan chip, wafer silikon telanjang tiba di pabrik pembuatan wafer silikon dan kemudian melalui berbagai tahap pembersihan, pembentukan film, fotolitografi, pengetsaan, dan doping. Wafer silikon yang diproses memiliki serangkaian sirkuit terintegrasi lengkap yang terukir secara permanen pada wafer silikon.
(3)Pengujian dan pemilihan wafer silikon:
Setelah pembuatan wafer silikon selesai, wafer silikon dikirim ke area pengujian/penyortiran, di mana masing-masing chip diperiksa dan diuji secara elektrik. Chip yang dapat diterima dan tidak dapat diterima kemudian disortir, dan chip yang rusak ditandai.
(4)Perakitan dan pengemasan:
Setelah pengujian/penyortiran wafer, wafer memasuki tahap perakitan dan pengemasan untuk mengemas masing-masing chip dalam paket tabung pelindung. Sisi belakang wafer digiling untuk mengurangi ketebalan substrat.
Sebuah film plastik tebal dipasang di bagian belakang setiap wafer, dan kemudian mata gergaji berujung berlian digunakan untuk memisahkan serpihan pada setiap wafer di sepanjang garis pencungkil di sisi depan.
Lapisan plastik di bagian belakang wafer silikon menjaga chip silikon agar tidak terlepas. Di pabrik perakitan, chip yang baik ditekan atau dievakuasi untuk membentuk paket perakitan. Nantinya, chip tersebut disegel dalam cangkang plastik atau keramik.
(5)Tes akhir:
Untuk memastikan fungsionalitas chip, setiap sirkuit terpadu yang dikemas diuji untuk memenuhi persyaratan parameter karakteristik kelistrikan dan lingkungan dari pabrikan. Setelah pengujian akhir, chip dikirim ke pelanggan untuk dirakit di lokasi khusus.
2.2 Divisi Proses
Proses pembuatan sirkuit terpadu secara umum dibagi menjadi:
ujung depan: Proses front-end umumnya mengacu pada proses pembuatan perangkat seperti transistor, terutama mencakup proses pembentukan isolasi, struktur gerbang, sumber dan saluran pembuangan, lubang kontak, dll.
Bagian belakang: Proses back-end terutama mengacu pada pembentukan jalur interkoneksi yang dapat mengirimkan sinyal listrik ke berbagai perangkat pada chip, terutama mencakup proses seperti deposisi dielektrik antara jalur interkoneksi, pembentukan garis logam, dan pembentukan bantalan timah.
Tahap pertengahan: Untuk meningkatkan kinerja transistor, node teknologi canggih setelah 45nm/28nm menggunakan dielektrik gerbang k tinggi dan proses gerbang logam, dan menambahkan proses gerbang pengganti dan proses interkoneksi lokal setelah sumber transistor dan struktur saluran disiapkan. Proses-proses ini berada di antara proses front-end dan proses back-end, dan tidak digunakan dalam proses tradisional, sehingga disebut proses tahap pertengahan.
Biasanya proses persiapan lubang kontak merupakan garis pemisah antara proses front-end dan proses back-end.
Lubang kontak: lubang yang diukir secara vertikal pada wafer silikon untuk menghubungkan jalur interkoneksi logam lapisan pertama dan perangkat media. Itu diisi dengan logam seperti tungsten dan digunakan untuk mengarahkan elektroda perangkat ke lapisan interkoneksi logam.
Melalui Lubang: Merupakan jalur sambungan antara dua lapisan garis interkoneksi logam yang berdekatan, terletak pada lapisan dielektrik antara dua lapisan logam, dan umumnya diisi dengan logam seperti tembaga.
Dalam arti luas:
Proses ujung depan: Dalam arti luas, pembuatan sirkuit terpadu juga harus mencakup pengujian, pengemasan, dan langkah-langkah lainnya. Dibandingkan dengan pengujian dan pengemasan, manufaktur komponen dan interkoneksi adalah bagian pertama dari manufaktur sirkuit terpadu, yang secara kolektif disebut sebagai proses front-end;
Proses ujung belakang: Pengujian dan pengemasan disebut proses back-end.
3. Lampiran
SMIF: Antarmuka Mekanik Standar
AMHS：Sistem Penyerahan Material Otomatis
OHT ： Pemindahan Kerekan di Atas Kepala
FOUP：Pod Terpadu Bukaan Depan，Eksklusif untuk wafer 12 inci（300mm）
Lebih penting lagi,Semicera dapat menyediakanbagian grafit, terasa lembut/kaku,bagian silikon karbida, Bagian silikon karbida CVD, DanBagian yang dilapisi SiC/TaCdengan proses semikonduktor penuh dalam 30 hari.Kami dengan tulus berharap dapat menjadi mitra jangka panjang Anda di Tiongkok.
Waktu posting: 15 Agustus-2024