ISSN:
1432-0487
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Electrical Engineering, Measurement and Control Technology
Description / Table of Contents:
Contents Large Scale Integration is the technology of fabricating electronic components having an order of magnitude of additional functional capability over the basic integrated circuit. Technology is available to interconnect circuits “in situ” in monolithic form to make the required component. The process of passing silicon slices back and forth between photomasking and diffusion operations forms geometrically defined PN junctions which are required for the generation of semiconductor devices. Unfortunately, the manufacturing process is not perfect and defective circuits occur. It is postulated that the yield of an array (Y A ) is a function of the circuit yield (Y C ) but this in turn is a strong function of the number of circuits (n) to be interconnected (equ. 4). The larger the number of components the more the design engineer is able to rely on compensating parameters to achieve satisfactory functional performance. Eventually as arrays get large enough the total parametric distribution may be used except for catastrophic defects (opens or shorts) and the degree of complexity will ultimately be limited by these failures unless some form of discretionary wiring is employed. Repetitive arrays of circuits combined with multilayer interconnections offer the opportunity of fabricating components whose characteristics can be predicted based on a knowledge of the individual circuit functions. The degree of complexity of the components will be limited by the number of good circuits it is practical to interconnect, or in other words by the circuit yield. Larger, more complicated functions can only be economically constructed from arrays of elements which have been wired in such a way as to avoid defective cells. Because of the additional steps involved, the operational cost of discretionary wiring exceeds that of fixed wiring, but this is offset by the array yield improvement. For a maximum complexity component, the discretionary circuit array is the most satisfactory since it is primarily limited by the slice area and final assembly process rather than the over-all process yield. A system designed specifically for the fabrication of this type of component, the Multilevel Interconnect Generator (MIG) System, permits the rapid interconnection of arrays on a discretionary system.
Notes:
Übersicht Großintegration bezeichnet die Herstellungstechnik für elektronische Baugruppen, die bezüglich ihrer Funktion eine Größenordnung höher stehen als die einfachen integrierten Schaltungen. Man verfügt heute über die Technologie, Schaltungen an Ort und Stelle, wo sie in monolithischer Bauweise hergestellt werden, so miteinander zu verbinden, daß die gewünschten Baugruppen entstehen. Durch abwechselnd wiederholte Photomaskierung und Diffusion erzeugt man auf einer Siliziumscheibe geometrisch wohldefinierte PN-Übergänge, die für die einzelnen Bauelemente benötigt werden. Leider ist der Herstellungsprozeß unvollkommen und es gibt schadhafte Elemente. Es wird unterstellt, daß die Ausbeute eines Bereiches (Y A ) eine Funktion der Ausbeute hinsichtlich der einzelnen Schaltung (Y C ) ist, daß diese aber stark von der Anzahl (n) der miteinander verbundenen Schaltungen abgängt (vgl. Gl. 4). Je größer die Zahl der miteinander verbundenen Bausteine ist, desto mehr kann man sich darauf verlassen, daß sich die Werte bestimmter Parameter gegenseitig kompensieren, wenn eine befriedigende Funktion der ganzen Baugruppe verlangt wird. Möglicherweise kann man bei einem genügend großen Bereich den gesamten Streubereich der Parameter — ausgenommen von Totalausfällen wie Kurzschluß und Unterbrechung—zulassen. Dann wird die äußerste Grenze des Schaltungsumfanges durch die Totalausfälle gegeben, es sei denn, man wählt die Verbindungen mit Rücksicht auf diese Ausfälle. Bereiche mit vielen gleichartigen Schaltungen in Verbindung mit mehrschichtigen Verbindungsnetzen bieten die Möglichkeit, Baugruppen herzustellen, deren Eigenschaften eindeutig von den Funktionen der einzelnen Schaltungen abhängen. Der Schaltungsumfang der Baugruppen wird durch die Zahl „guter” Schaltungen begrenzt, die man praktischerweise zusammenschaltet, also durch die Ausbeute hinsichtlich der Schaltungen. Größere, kompliziertere Funktionseinheiten lassen sich wirtschaftlich nur dann herstellen, wenn man beim Verbinden schadhafte Schaltungen vermeidet. Wegen der zusätzlich nötigen Herstellungsschritte wird das Verfahren mit wählbaren Verbindungen teurer als das mit festen Verbindungen, aber dies wird durch die höhere Gesamtausbeute wettgemacht. Um zu einem höchstmöglichen Schaltungsumfang zu kommen, ist das Verfahren mit wählbaren Verbindungen sehr günstig, da es zunächst nur durch die Flächengröße der Siliziumscheibe und den letzten Schritt der Zusammenschaltung und nicht durch die Ausbeute aller vorangehenden Fabrikationsschritte begrenzt wird. Ein für die Herstellung dieser Art von Baugruppen entwickeltes Verfahren bedient sich des Vielschicht-Verbindungs-Generators (MIG) und ermöglicht eine rasche Zusammenschaltung großer Bereiche mit wählbaren Verbindungen.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01407386
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