 |
| صناعة الدوائر المتكاملة |
صناعة الدوائر المتكاملة Integrated Circuit Manufacturing Process
يتم تصنيع الدوائر المتكاملة المدمجة كما يلي:
 |
| ما هي خطوات صناعة الدوائر المتكاملة |
- يتم تصنيع قطعة اسطوانية الشكل من مادة شبه موصلة من النوع p طول الأسطوانة عدة سنتمترات وقطرها يتراوح بين cm (2-5)، ثم تقطع الأسطوانة عرضيا إلى رقائق (Wafers) ذات سمك بين mm (0.1-1) قرصية الشكل ويصقل احد سطحي الرقيقة صقلا جيدا، وتستعمل هذه الرقاقة كطبقة أسس (Substrate) يكون فوقها عناصر الدائرة.
- توضع الرقائق في فرن (Furnace )، ويمرر فوقها مزيج من بخار السيلكون وذرات شوائب مانحة (خماسية التكافؤ) فتتكون طبقة رقيقة من مادة شبه موصلة سالبة ( N) فوق سطح الرقاقة.
- لحماية هذه الطبقة العليا من التلوث يمرر عليها غاز الأوكسجين النقي فتتحد ذرات الأوكسجين مع ذرات السليكون مكونة طبقة اوكسيدية Sio2 العازلة تشبه طبقة من زجاج تغطي السطح وتمنع أي تفاعل كيماوي مع المؤثرات الخارجية.
- تقسم الرقيقة الواحدة الى شرائح صغيرة (Chips) بين (1600-80) شريحة وكل منها تكون جاهزة لبناء دائرة مدمجة عليها وحسب تعقيد الدائرة المدمجة والتي ستتكرر في كل شريحة من شرائح الرقائق. وبهذا يكون الإنتاج على نطاق واسع ولهذا تقل كلفة الدائرة المدمجة.
كيفية صناعة الثنائي في الدوائر المتكاملة
 |
| كيفية صناعة الثنائي في الدوائر المتكاملة |
- بعد الحصول على الشريحة الصغيرة (Chip) يطلى سطح الاوكسيد بغشاء رقيق من مادة المضادات الضوئية فيكون جزء السطح المعرض لضوء الأشعة فوق البنفسجية قابلا للحفر (Etching)، والجزء الذي لا يتعرض للضوء لا يذوب بحامض الهيدروفلوريك وبذلك يبقى هذا الجزء معزولا بوساطة الاوكسيد.
- بعد إزالة جزء من جانبي المادة العازلة توضع في فرن وتعرض الى ذرات ثلاثية التكافؤ فتنتشر هذه الذرات في الأجزاء المحفورة وتتحول الى مادة شبه موصلة موجبة.
- يعرض السطح مرة أخرى الى الأوكسجين لتغطيته بالطبقة الاوكسيدية العازلة.
- يطلى السطح بالمضاد الضوئي ثم يعرض للضوء خلال قناع وحفر وسط البلورة بالحامض لتكوين الكاثود ، ثم تمرر ذرات ثلاثية التكافؤ خلال الفتحة (نافذة) لتكوين مادة شبه موصلة موجبة تمثل الانود، توصل أقطاب معدنية خارجية الى المادتين الموجبة والسالبة تمثلان الانود والكاثود، يعرض السطح الى الأوكسجين لتغطيته بالطبقة الاوكسيدية العازلة.
كيفية صناعة المقاومة في الدوائر المتكاملة
 |
| صناعة المقاومة في الدوائر المتكاملة |
تمتلك البلورة من النوع p والنوع N مقاومة تعتمد على مقدار تلك البلورة ومقدار تركيز الشوائب، تصنع المقاومات من نشر ذرات ثلاثية التكافؤ في الطبقة العليا للبلورة ، يوصل القطبان المعدنيان إلى القطعة شبه الموصلة الموجبة(p) وتعتمد قيمة المقاومة على حجم المادة شبه الموصلة الموجبة فهي تتناسب طرديا مع طول القطعة شبه الموصلة الموجبة، (البعد بين القطبين المعدنيين) وعكسيا مع مساحة مقطعها، وتكون هذه المقاومة معزولة عن بقية عناصر الدائرة المدمجة.
كيفية صناعة المكثف (المتسعة) في الدوائر المتكاملة
تصنع المتسعات في الدوائر المدمجة بالافادة من خاصية الثنائى بالانحياز العكسي بتغيير سعة الثنائي التي تعتمد على الفولتية العكسية، وتصل قيمة المتسعة الى 100PF، ويمكن استعمال طبقة الاوكسيد للعمل كعازل بين الألمنيوم والمادة شبه الموصلة للحصول على قيمة أعلى للمتسعة.
كيفية صناعة الملف في الدوائر المتكاملة
يصعب تصنيع الملفات بالدوائر المدمجة ذات البلورة المفردة فأعلى محاثة يمكن الوصول إليها هي5μH وفي دوائر الترددات العالية يتطلب محاثة قليلة فيصنع الملف من الأغشية الرقيقة وعلى شكل دائرة لموصل ملفوف حلزونيا على طبقة عازلة فوق طبقة الأساس، أما بالنسبة للملف فيتم تجنبه في الدوائر المتكاملة ويفضل إضافته خارجيا إلى الدائرة المتكاملة إذا اقتضت الضرورة وخاصة عندما يكون ذا قيمة عالية .
كيفية صناعة الترانزستور في الدوائر المتكاملة
 |
| صناعة الترانزستور في الدوائر المتكاملة |
بإتباع خطوات صناعة الثنائي نفسها لصناعة جامع الترانزستور وقاعدته، ولتكوين باعث الترانزستور يتم فتح نافذة في وسط الطبقة العازلة وتنتشر من خلالها ذرات مادة خماسية التكافؤ لتكوين طبقة شبه موصلة سالبة ثم تعاد المادة العازلة، وبعد ذلك يتم توصيل كل من جامع الترانزستور وباعثه وقاعدته إلى أقطاب معدنية خارجية ليتكون ترانزستور من نوع ( NPN).
الأغلفة الخارجية للدوائر المدمجة المتكاملة
هناك أنواع مختلفة من الأغلفة الخارجية التي تغلف بها الدوائر المتكاملة والنوع الأكثر شيوعا هو ذلك الغلاف الخارجي المزدوج (DIL) ( Dual in -line) والذي يمكن أن تتم صناعته من أي بلاستك او من الخزف مع استعمال الزجاج كمادة مانعة للتسرب وتشمل الأغلفة الخارجية المزدوجة الشائع استعمالها على (8-14-16-28-42) سنا مرتبة على مصفوفة بين كل سن وآخر مسافة قدرها (0.1) انج لبعض الأنواع الخاصة.
والآن ازدادت شهرة الأغلفة الخارجية الفردية (SIL) ( Dual in -line)، والأغلفة الخارجية الرباعية (QIL) (Quad in -line)، كذلك هناك الأغلفة الخارجية التي يرمز لها ( ,T072 ,T05 T0220,TO3) والذي يستعمل بكثرة مع أجهزة تنظيم الجهد المزدوج بثلاثة أطراف فقط .
المصدر
كتاب العلوم الصناعية المناهج العراقية