Bài thuyết trình: Tìm hiểu về quy trình chế tạo chip (Ic Manufacturing Process)

Bài thuyết trình: Tìm hiểu về quy trình chế tạo chip (Ic Manufacturing Process) giới thiệu IC là gì và nó quan trọng như thế nào đối với các thiết bị điện tử, quá trình chế tạo IC là như thế nào, xu hướng phát triển của ngành công nghiệp chế tạo IC ngày nay.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài thuyết trình: Tìm hiểu về quy trình chế tạo chip (Ic Manufacturing Process)TÌM HIỂU VỀ QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHIP (IC MANUFACTURING PROCESS) GVHD : GS.TS Đinh Sỹ Hiền SV : Trần Đình Minh Trí _1120186 Nguyễn Thanh Toàn _1120177 Phạm Quang Vinh _1120202 Trần Đăng Khương _1120080 Trịnh Thị Diễm Mi _1120103 1. Giới thiệu§ Bây giờ đang là thời đại kĩ thuật số. Các thiết bị điện tử có mặt ở hầu hết các lĩnh vực của đời sống con người.§ Mà IC hầu hết đều có mặt trong các thiết bị điện tử.§ Dẫn đến sự phát triển của ngành công nghiệp chế tạo và sản xuất IC rất mới mẻ và nhiều tiềm năng. Vậy, những quy trình và đòi hỏi của Các công đoạn và phòng thiết kế và sản xuất Chip quá trình sản xuất này như thế nào?2. Nội dung tìm hiểu 2.1 IC là gì ?IC theo tiếng anh là integrated circuitthường được gọi là chip,là mạch điện được tích hợp các linhkiện bán dẫn ( transistor) và các linhkiện điện tử thụ động (điện trở, tụđiện…) được kết nối với nhau và cókích cỡ rất nhỏ. 1 mẫu IC 2.2. Ý nghĩa của ICCác IC được thiết kể để đảmnhiệm chức năng như một linhkiện phức hợp (gồm tổng hợpnhiều linh kiện khác).Sử dụng IC sẽ giảm kích thướccủa mạch đi rất nhiều, bên cạnhđó còn làm tăng độ chính xác lên. 1 mạch có sử dụng IC 2.3 Các công đoạn chế tạo IC 2.3.1 2.3.2 Thiết kế (design) Xử lý (processing)• Thiết kế hệ thống • Sản xuất mask• Thiết kế chức năng • Chuẩn bị wafer• Thiết kế logic và thiết kế • Xử lý wafer mạch • Kiểm tra, đóng gói, xuất• Thiết kế sơ đồ xưởng• Mark pattern design 2.3.1.1 Thiết kế hệ thống (System design)v Đây là bước đặc biệt quan trọng.v Người thiết kế phải lý giải được 100% hệ thống sắp thiết kế.v Người thiết kế phải biết rõ nguyên lý và các đặc tính của hệ thống như:o Chế tạo bằng công nghệ nào Đặc điểm của bước này lào Tốc độ xử lý không có sự hỗ trợ đặc biệto Năng lượng nào từ các công cụ chuyêno Bố trí các pin dụng.o 2.3.1.2 Thiết kế chức năng (Function design)vỞ phần này các thành viên thiết kế dùng ngôn ngữ HDL (Verilog-HDL, VHDL,...) để thiết kế các chức năng cho chip.v Mức độ thiết kế là RTL (Register Transfer Level), nghĩa là không cần quan tâm đến cấu tạo chi tiết của mạch điện mà chỉ chú trọng vào hoạt động tổng thể của chip dựa trên kết quả tính toán và sự luân chuyển dữ liệu giữa các register. 2.3.1.3 Thiết kế logic và thiết kế mạch (Synthesic place router)v Đây là bước chuyển những RTLs đã thiết kế ở phần 2 xuống mức thiết kế thấp hơn.v Các chức năng mức trừu tượng cao (RTL) sẽ được hoán đổi thành các quan hệ logic (NOT, NAND, NOR, MUX,...) từ đó chuyển xuống mức cổng.v Các Tool chuyên dụng sẽ thực hiện nhiệm vụ này, ví dụ như Design Compiler, Synplify, XST,… 2.3.1.4 Thiết kế sơ đồ bố trí ( Layout design)v Người thiết kế sử dụng các công cụ CAD để chuyển net-list sang kiểu data cho layout.v Ở đây phải tuân thủ nghiêm ngặt một thứ gọi là Design Rule* : Các linh kiện được thiết kế sao cho chiếm diện tích nhỏ nhất và tối ưu được các chức năng của chip. Layoutdesign 2.3.1.5 Mask pattern designv Ở công đoạn này người thiết kế chuyển file layout vừa có được sang mask pattern. Tức là họ sẽ chuyển các phần đã design sang 1 kiểu format đặc biệt để sản xuất mask. 2.3.2.1 Sản xuất maskv Sản xuất Mask như là sản xuất khuôn để đúc vi mạch lên tấm silicon.v Công nghệ sản xuất hiện đại sử dụng tia điện tử (EB – Electron Beam).v Một chip cần khoảng 20 tới 30 masks. Giá các tấm mask này rất đắt. Sản xuất mask Cỡ vài triệu USD 2.3.2.2 Chuẩn bị waferv Đây là bước tinh chế cát (SiO2) thành Silic nguyên chất (99.99%).v Silic nguyên chất sẽ được pha thêm tạp chất là các nguyên tố nhóm 3 hoặc nhóm 5.v Silicon sẽ được cắt thành Các lát cắt wafer các tấm tròn đường kính 200mm hoặc 300mm với bề dày cỡ 750um.2.3.2.3 Xử lí wafer 2.3.2.4 Kiểm tra - Đóng gói - Xuất xưởngv Chip sẽ được xử lý các khâu như là:• Grinding: Mài mỏng ...