1. સંકલિત સર્કિટ વિશે
1.1 સંકલિત સર્કિટનો ખ્યાલ અને જન્મ
ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ (IC): એ એવા ઉપકરણનો ઉલ્લેખ કરે છે જે ચોક્કસ પ્રોસેસિંગ તકનીકોની શ્રેણી દ્વારા ટ્રાન્ઝિસ્ટર અને ડાયોડ જેવા નિષ્ક્રિય ઘટકો જેમ કે રેઝિસ્ટર અને કેપેસિટર જેવા સક્રિય ઉપકરણોને જોડે છે.
એક સર્કિટ અથવા સિસ્ટમ કે જે સેમિકન્ડક્ટર (જેમ કે સિલિકોન અથવા ગેલિયમ આર્સેનાઇડ જેવા સંયોજનો) પર ચોક્કસ સર્કિટ ઇન્ટરકનેક્શન્સ અનુસાર વેફર પર "સંકલિત" છે અને પછી ચોક્કસ કાર્યો કરવા માટે શેલમાં પેક કરવામાં આવે છે.
1958માં, જેક કિલ્બી, જેઓ ટેક્સાસ ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ્સ (TI) ખાતે ઇલેક્ટ્રોનિક સાધનોના લઘુચિત્રીકરણ માટે જવાબદાર હતા, તેમણે સંકલિત સર્કિટનો વિચાર પ્રસ્તાવિત કર્યો:
"કેપેસિટર્સ, રેઝિસ્ટર, ટ્રાન્ઝિસ્ટર વગેરે જેવા તમામ ઘટકો એક સામગ્રીમાંથી બનાવી શકાય છે, તેથી મેં વિચાર્યું કે તેમને સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીના ટુકડા પર બનાવવા અને પછી સંપૂર્ણ સર્કિટ બનાવવા માટે તેમને એકબીજા સાથે જોડવાનું શક્ય છે."
12 સપ્ટેમ્બર અને 19 સપ્ટેમ્બર, 1958ના રોજ, કિલ્બીએ અનુક્રમે ફેઝ-શિફ્ટ ઓસિલેટર અને ટ્રિગરનું ઉત્પાદન અને પ્રદર્શન પૂર્ણ કર્યું, જે એકીકૃત સર્કિટના જન્મને ચિહ્નિત કરે છે.
2000 માં, કિલ્બીને ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર આપવામાં આવ્યો હતો. નોબેલ પુરસ્કાર સમિતિએ એકવાર ટિપ્પણી કરી હતી કે કિલ્બીએ "આધુનિક માહિતી તકનીકનો પાયો નાખ્યો."
નીચેનું ચિત્ર કિલ્બી અને તેની સંકલિત સર્કિટ પેટન્ટ બતાવે છે:
1.2 સેમિકન્ડક્ટર મેન્યુફેક્ચરિંગ ટેકનોલોજીનો વિકાસ
નીચેની આકૃતિ સેમિકન્ડક્ટર મેન્યુફેક્ચરિંગ ટેક્નોલોજીના વિકાસના તબક્કાઓ દર્શાવે છે: 
1.3 ઈન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ ઈન્ડસ્ટ્રી ચેઈન
સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગ સાંકળની રચના (મુખ્યત્વે સંકલિત સર્કિટ, સ્વતંત્ર ઉપકરણો સહિત) ઉપરની આકૃતિમાં બતાવવામાં આવી છે:
- ફેબલેસ: એવી કંપની કે જે પ્રોડક્શન લાઇન વિના ઉત્પાદનો ડિઝાઇન કરે છે.
- IDM: સંકલિત ઉપકરણ ઉત્પાદક, સંકલિત ઉપકરણ ઉત્પાદક;
- IP: સર્કિટ મોડ્યુલ ઉત્પાદક;
- EDA: ઇલેક્ટ્રોનિક ડિઝાઇન ઓટોમેટિક, ઇલેક્ટ્રોનિક ડિઝાઇન ઓટોમેશન, કંપની મુખ્યત્વે ડિઝાઇન ટૂલ્સ પ્રદાન કરે છે;
- ફાઉન્ડ્રી; વેફર ફાઉન્ડ્રી, ચિપ ઉત્પાદન સેવાઓ પૂરી પાડે છે;
- પેકેજિંગ અને પરીક્ષણ ફાઉન્ડ્રી કંપનીઓ: મુખ્યત્વે ફેબલેસ અને IDM સેવા આપે છે;
- સામગ્રી અને ખાસ સાધનોની કંપનીઓ: મુખ્યત્વે ચિપ ઉત્પાદક કંપનીઓ માટે જરૂરી સામગ્રી અને સાધનો પ્રદાન કરે છે.
સેમિકન્ડક્ટર ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પાદિત મુખ્ય ઉત્પાદનો એકીકૃત સર્કિટ અને અલગ સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણો છે.
સંકલિત સર્કિટના મુખ્ય ઉત્પાદનોમાં શામેલ છે:
- એપ્લિકેશન સ્પેસિફિક સ્ટાન્ડર્ડ પાર્ટ્સ (ASSP);
- માઇક્રોપ્રોસેસર યુનિટ (MPU);
- મેમરી
- એપ્લિકેશન સ્પેસિફિક ઈન્ટીગ્રેટેડ સર્કિટ (ASIC);
- એનાલોગ સર્કિટ;
- સામાન્ય લોજિક સર્કિટ (લોજિકલ સર્કિટ).
સેમિકન્ડક્ટર ડિસ્ક્રીટ ઉપકરણોના મુખ્ય ઉત્પાદનોનો સમાવેશ થાય છે:
- ડાયોડ;
- ટ્રાન્ઝિસ્ટર;
- પાવર ઉપકરણ;
- ઉચ્ચ-વોલ્ટેજ ઉપકરણ;
- માઇક્રોવેવ ઉપકરણ;
- ઓપ્ટોઈલેક્ટ્રોનિક્સ;
- સેન્સર ઉપકરણ (સેન્સર).
2. સંકલિત સર્કિટ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા
2.1 ચિપ મેન્યુફેક્ચરિંગ
સિલિકોન વેફર પર એકસાથે ડઝનેક અથવા તો હજારો ચોક્કસ ચિપ્સ બનાવી શકાય છે. સિલિકોન વેફર પર ચિપ્સની સંખ્યા ઉત્પાદનના પ્રકાર અને દરેક ચિપના કદ પર આધારિત છે.
સિલિકોન વેફરને સામાન્ય રીતે સબસ્ટ્રેટ કહેવામાં આવે છે. સિલિકોન વેફર્સનો વ્યાસ વર્ષોથી વધી રહ્યો છે, જે શરૂઆતમાં 1 ઇંચ કરતા ઓછો હતો તે હવે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા 12 ઇંચ (લગભગ 300 મીમી) સુધી, અને તે 14 ઇંચ અથવા 15 ઇંચમાં સંક્રમણમાંથી પસાર થઈ રહ્યો છે.
ચિપ ઉત્પાદનને સામાન્ય રીતે પાંચ તબક્કામાં વહેંચવામાં આવે છે: સિલિકોન વેફર તૈયારી, સિલિકોન વેફર ઉત્પાદન, ચિપ પરીક્ષણ/પિકિંગ, એસેમ્બલી અને પેકેજિંગ અને અંતિમ પરીક્ષણ.
(1)સિલિકોન વેફર તૈયારી:
કાચો માલ બનાવવા માટે, રેતીમાંથી સિલિકોન કાઢવામાં આવે છે અને શુદ્ધ કરવામાં આવે છે. એક ખાસ પ્રક્રિયા યોગ્ય વ્યાસના સિલિકોન ઇંગોટ્સ ઉત્પન્ન કરે છે. ત્યારબાદ માઈક્રોચિપ્સ બનાવવા માટે ઈનગોટ્સને પાતળા સિલિકોન વેફરમાં કાપવામાં આવે છે.
વેફર્સ ચોક્કસ વિશિષ્ટતાઓ માટે તૈયાર કરવામાં આવે છે, જેમ કે નોંધણીની ધારની જરૂરિયાતો અને દૂષણ સ્તર.
(2)સિલિકોન વેફર ઉત્પાદન:
ચિપ મેન્યુફેક્ચરિંગ તરીકે પણ ઓળખાય છે, એકદમ સિલિકોન વેફર સિલિકોન વેફર મેન્યુફેક્ચરિંગ પ્લાન્ટમાં આવે છે અને પછી વિવિધ સફાઈ, ફિલ્મ નિર્માણ, ફોટોલિથોગ્રાફી, એચિંગ અને ડોપિંગ સ્ટેપ્સમાંથી પસાર થાય છે. પ્રોસેસ્ડ સિલિકોન વેફરમાં સિલિકોન વેફર પર કાયમી ધોરણે કોતરવામાં આવેલા એકીકૃત સર્કિટનો સંપૂર્ણ સેટ હોય છે.
(3)સિલિકોન વેફરનું પરીક્ષણ અને પસંદગી:
સિલિકોન વેફરનું ઉત્પાદન પૂર્ણ થયા પછી, સિલિકોન વેફરને ટેસ્ટ/સૉર્ટ એરિયામાં મોકલવામાં આવે છે, જ્યાં વ્યક્તિગત ચિપ્સની ચકાસણી કરવામાં આવે છે અને ઇલેક્ટ્રિકલી પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે. સ્વીકાર્ય અને અસ્વીકાર્ય ચિપ્સને પછી અલગ પાડવામાં આવે છે, અને ખામીયુક્ત ચિપ્સને ચિહ્નિત કરવામાં આવે છે.
(4)એસેમ્બલી અને પેકેજિંગ:
વેફર પરીક્ષણ/સૉર્ટ કર્યા પછી, વેફર્સ એસેમ્બલી અને પેકેજિંગ સ્ટેપમાં વ્યક્તિગત ચિપ્સને રક્ષણાત્મક ટ્યુબ પેકેજમાં પેકેજ કરવા માટે દાખલ થાય છે. સબસ્ટ્રેટની જાડાઈ ઘટાડવા માટે વેફરની પાછળની બાજુ જમીન છે.
દરેક વેફરની પાછળ એક જાડી પ્લાસ્ટિકની ફિલ્મ જોડાયેલી હોય છે, અને પછી આગળની બાજુએ સ્ક્રાઇબ લાઇન સાથે દરેક વેફર પર ચિપ્સને અલગ કરવા માટે હીરા-ટીપવાળી સો બ્લેડનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
સિલિકોન વેફરની પાછળની પ્લાસ્ટિક ફિલ્મ સિલિકોન ચિપને પડતી અટકાવે છે. એસેમ્બલી પ્લાન્ટમાં એસેમ્બલી પેકેજ બનાવવા માટે સારી ચિપ્સને દબાવવામાં આવે છે અથવા ખાલી કરવામાં આવે છે. બાદમાં, ચિપને પ્લાસ્ટિક અથવા સિરામિક શેલમાં સીલ કરવામાં આવે છે.
(5)અંતિમ કસોટી:
ચિપની કાર્યક્ષમતાને સુનિશ્ચિત કરવા માટે, દરેક પેકેજ્ડ ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટનું ઉત્પાદકની વિદ્યુત અને પર્યાવરણીય લાક્ષણિકતા પરિમાણ આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવા માટે પરીક્ષણ કરવામાં આવે છે. અંતિમ પરીક્ષણ પછી, ચિપ ગ્રાહકને સમર્પિત સ્થાન પર એસેમ્બલી માટે મોકલવામાં આવે છે.
2.2 પ્રક્રિયા વિભાગ
સંકલિત સર્કિટ ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓને સામાન્ય રીતે વિભાજિત કરવામાં આવે છે:
ફ્રન્ટ-એન્ડ: ફ્રન્ટ-એન્ડ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે ટ્રાન્ઝિસ્ટર જેવા ઉપકરણોની ઉત્પાદન પ્રક્રિયાને સંદર્ભિત કરે છે, જેમાં મુખ્યત્વે આઇસોલેશન, ગેટ સ્ટ્રક્ચર, સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન, સંપર્ક છિદ્રો વગેરેની રચના પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે.
બેક-એન્ડ: બેક-એન્ડ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે ઇન્ટરકનેક્શન લાઇનની રચનાનો સંદર્ભ આપે છે જે ચિપ પરના વિવિધ ઉપકરણોમાં વિદ્યુત સંકેતો પ્રસારિત કરી શકે છે, જેમાં મુખ્યત્વે ઇન્ટરકનેક્શન લાઇન્સ વચ્ચે ડાઇલેક્ટ્રિક ડિપોઝિશન, મેટલ લાઇન રચના અને લીડ પેડની રચના જેવી પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થાય છે.
મધ્ય તબક્કામાં: ટ્રાન્ઝિસ્ટરની કામગીરી સુધારવા માટે, 45nm/28nm પછી અદ્યતન ટેકનોલોજી નોડ્સ હાઇ-k ગેટ ડાઇલેક્ટ્રિક્સ અને મેટલ ગેટ પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ કરે છે, અને ટ્રાન્ઝિસ્ટર સ્ત્રોત અને ડ્રેઇન માળખું તૈયાર થયા પછી રિપ્લેસમેન્ટ ગેટ પ્રક્રિયાઓ અને સ્થાનિક ઇન્ટરકનેક્ટ પ્રક્રિયાઓ ઉમેરે છે. આ પ્રક્રિયાઓ ફ્રન્ટ-એન્ડ પ્રક્રિયા અને બેક-એન્ડ પ્રક્રિયા વચ્ચે હોય છે, અને પરંપરાગત પ્રક્રિયાઓમાં તેનો ઉપયોગ થતો નથી, તેથી તેને મધ્ય-તબક્કાની પ્રક્રિયાઓ કહેવામાં આવે છે.
સામાન્ય રીતે, સંપર્ક છિદ્ર તૈયાર કરવાની પ્રક્રિયા એ ફ્રન્ટ-એન્ડ પ્રક્રિયા અને બેક-એન્ડ પ્રક્રિયા વચ્ચેની વિભાજન રેખા છે.
સંપર્ક છિદ્ર: ફર્સ્ટ-લેયર મેટલ ઇન્ટરકનેક્શન લાઇન અને સબસ્ટ્રેટ ડિવાઇસને કનેક્ટ કરવા માટે સિલિકોન વેફરમાં ઊભી રીતે ખોદેલું છિદ્ર. તે ટંગસ્ટન જેવી ધાતુથી ભરેલી હોય છે અને તેનો ઉપયોગ ઉપકરણ ઇલેક્ટ્રોડને મેટલ ઇન્ટરકનેક્શન લેયર સુધી લઈ જવા માટે થાય છે.
છિદ્ર દ્વારા: તે મેટલ ઇન્ટરકનેક્ટ લાઇનના બે સંલગ્ન સ્તરો વચ્ચેનો જોડાણ માર્ગ છે, જે બે ધાતુના સ્તરો વચ્ચેના ડાઇલેક્ટ્રિક સ્તરમાં સ્થિત છે, અને સામાન્ય રીતે તાંબા જેવી ધાતુઓથી ભરેલો છે.
વ્યાપક અર્થમાં:
ફ્રન્ટ-એન્ડ પ્રક્રિયા: વ્યાપક અર્થમાં, ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ મેન્યુફેક્ચરિંગમાં પરીક્ષણ, પેકેજિંગ અને અન્ય પગલાંનો પણ સમાવેશ થવો જોઈએ. પરીક્ષણ અને પેકેજિંગની તુલનામાં, ઘટકો અને ઇન્ટરકનેક્ટ ઉત્પાદન એ એકીકૃત સર્કિટ ઉત્પાદનનો પ્રથમ ભાગ છે, જેને સામૂહિક રીતે ફ્રન્ટ-એન્ડ પ્રક્રિયાઓ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે;
બેક-એન્ડ પ્રક્રિયા: પરીક્ષણ અને પેકેજીંગને બેક-એન્ડ પ્રક્રિયાઓ કહેવામાં આવે છે.
3. પરિશિષ્ટ
SMIF: સ્ટાન્ડર્ડ મિકેનિકલ ઇન્ટરફેસ
AMHS: ઓટોમેટેડ મટિરિયલ હેન્ડિંગ સિસ્ટમ
OHT: ઓવરહેડ હોઇસ્ટ ટ્રાન્સફર
FOUP：ફ્રન્ટ ઓપનિંગ યુનિફાઇડ પોડ, એક્સક્લુઝિવ ટુ 12 ઇંચ（300mm） વેફર
વધુ અગત્યનું,સેમીસેરા આપી શકે છેગ્રેફાઇટ ભાગો, નરમ/કઠોર લાગ્યું,સિલિકોન કાર્બાઇડ ભાગો, CVD સિલિકોન કાર્બાઇડ ભાગો, અનેSiC/TaC કોટેડ ભાગો30 દિવસમાં સંપૂર્ણ સેમિકન્ડક્ટર પ્રક્રિયા સાથે.અમે ચીનમાં તમારા લાંબા ગાળાના ભાગીદાર બનવા માટે નિષ્ઠાપૂર્વક આતુર છીએ.
પોસ્ટ સમય: ઓગસ્ટ-15-2024