PERTEMUAN 1 & 2. Atom & Struktur Molekul

PERTEMUAN 1 & 2

Teori Atom Carl H. Snyder

Ambil segenggam paper clip dengan ukuran & warna yang sama : 1. Bagi kedalam tumpukan yang sama.

2. Bagi kembali tumpukan yang lebih kecil kedalam 2 tumpukan yang sama.

3. Ulangi langkah 1 & 2 sampai ke suatu tumpukan yang hanya terdiri dari sebuah paper clip. Paper clip tersebut masih memiliki fungsi sebagai penjepit kertas yaitu

menjepit kertas agar tidak berantakan.

4. Sekarang ambil gunting potong sebuh paper clip tersebut menjadi dua bagian. Pertanyaan : Dapatkah setengah paper clip tersebut memiliki fungsi yang sama dengan sebuah paper clip?

Jika kita lakukan hal yang sama dengan elemen apa saja, maka kita akan mencapai suatu kondisi dimana bagian suatu benda tidak dapat dibagi lagi tetapi masih memiliki sifat yang sama seperti

sebuah paper clip tadi. Bagian yang tidak dapat dibagi lagi inilah yang disebut Atom.

Teori Atom John Dalton

Setiap Elemen terbentuk dari Atom-atom – Tumpukan paper

clip.

Semua atom-atom dari suatu elemen memilki sifat yang

sama – Semua paper clip dalam tumpukan memiliki ukuran dan

warna yang sama.

Atoms dari elemen yang berbeda adalah berbeda(ukuran

dan ciri-ciri) – seperti perbedaan ukuran dan warna paper clip.

Atoms dari elemen yang berbeda dapat dikombinasikan

untuk membentuk campuran – Kita dapat menghubungkan

ukuran dan warna yang berbada dari paper clip untuk membentuk struktur baru.

Dalam reaksi kimia, atom tidak dapat dibuat, di musnahkan,

atau dirubah – tidak ada paper clip baru yang muncul, tidak ada

paper clip yang hilang dan tidak ada paper clip yang berubah dari satu ukuran/warna ke ukuran/warna lainnya.

Dalam berbagai campuran, nomor dan jenis dari atom tetap

sama – Jumlah total dan type paper clip pada saat mulai dan akhir

PITA ENERGI

Hukum dasar yang menjelaskan hubungan antara elektron dengan kulit orbit :

 elektron bergerak dalam kulit orbit. Elektron tidak dapat

mengelilingi inti atom dalam ruangan yang ada antara dua buah kulit orbit.

 setiap kulit orbit berhubungan dengan sebuah range energi

khusus,elektron-elektron yang bergerak dalam suatu kulit orbit akan memilki sejumlah energi yang sama.

Catatan : level energi dalam kulit akan meningkat ketika makin jauh dari inti atom. Hal ini dapat disimpulkan maka elektron valensi selalu memilki level energi yang tertinggi dalam setiap atom.

 elektron untuk berpindah dari suatu kulit ke kulit yang lain

menyerap energi untuk menyesuaikan level energi antara level energi kulit awal dengan level energi kulit yang dituju.

 Jika suatu atom menyerap cukup energi untuk berpindah dari

suatu kulit yang satu kekulit yang lain, sebenarnya elektron ini kembali melepaskan energi yang diserapnya dan

Celah & level energi Silikon

Pita Konduksi Celah Energi Pita Valensi e₁ e₂ e₃=0.7eV e₄=1.8eV

Pita energi untuk Konduktor,

semi konduktor, dan Isolator

PERTEMUAN 3 & 4

Gejala Transport dalam

Semikonduktor

Bahan Semikonduktor

 Silikon elemen yang mudah didapat – contohnya adalah bahan

utama pasir dan kuarsa. Letak unsur Silikon dalam Tabel Periodik adalah berada disebelah aluminum, dibawah Karbon dan diatas germanium.

 Karbon, silikon and germanium juga memilki ciri khusus dalam

struktur elektronnya – setiap unsur memilki 4 elektron terluar dalam orbitnya. Ini menyebabkan unsur-unsur tersebut dalam membentuk kristal yang baik. Keempat elektron tersebut

membentuk ikatan Kovalen yang sempurna dengan atom-atom tetangga. Bentuk Kristal dari Karbon adalah BERLIAN. IBentuk Kristal silikon berwarna perak dan kemilau seperti logam.

 Logam merupakan konduktor listrik yang baik karena logam

memiliki elektron-elektron bebas yang dapat bergerak mudah antar atom.

 Dampak Ikatan kovalen pada bahan semikonduktor

Ikatan Kovalen Pada Silikon

In a silicon lattice, all silicon atoms bond perfectly to four neighbors, leaving no free electrons to conduct electric current. This makes a silicon crystal an insulator rather than a conductor.

DOPING pada Semikonduktor

There are two types of impurities:

 N-type - In N-type doping, phosphorus or arsenic is added to

the silicon in small quantities. Phosphorus and arsenic each

have five outer electrons, so they're out of place when they get into the silicon lattice. The fifth electron has nothing to bond to, so it's free to move around. It takes only a very small quantity of the impurity to create enough free electrons to allow an electric current to flow through the silicon. N-type silicon is a good conductor. Electrons have a negative charge, hence the name N-type.

 P-type - In P-type doping, boron or gallium is the dopant.

Boron and gallium each have only three outer electrons. When mixed into the silicon lattice, they form "holes" in the lattice

where a silicon electron has nothing to bond to. The absence of an electron creates the effect of a positive charge, hence the name P-type. Holes can conduct current. A hole happily accepts an electron from a neighbor, moving the hole over a space. P-type silicon is a good conductor.

PERTEMUAN 5 & 6

Pengenalan Diode



Diode merupakan peranti semikonduktor yang dasar.

Diode memiliki banyak tipe dan tiap tipe memiliki

fungsi dan karakteristik masing-masing.



Kata Diode berasal dari Di (Dua) & Ode (Elektrode),

jadi Diode adalah komponen yang memiliki dua

terminal atau dua electrode yang berfungsi sebagai

penghantar arus listrik dalam satu arah. Dengan kata

lain diode bekerja sebagai Konduktor bila beda

potensial listrik yang diberikan dalam arah tertentu

(Bias Forward) tetapi diode akan bertindak sebagai

Isolator bila beda potensial listrik diberikan dalam

arah yang berlawanan (Bias Reverse) Tipe dasar dari

diode adalah diode sambungan PN.

CONT.



Pada awalnya diode-diode berupa peranti-peranti

tabung hampa dengan filamen panas (disebut

Katode) yang memancarkan elektron-elektron bebas,

dan suatu pelat positif (disebut Anode) yang

mengumpulkan elektron-elektron tersebut.



Diode Modern adalah peranti semikonduktor dengan

bahan tipe n yang menyediakan elektron-elektron

bebas dan bahan tipe p yang mengumpulkannya.

Keuntungan Penggunaan Led



Konsumsi Daya Yang rendah



Reabilitas & Durabilitas Yang tinggi



Efisiensi Energi



Panas Yang ditimbulkan kecil

Kerugian : Biaya Pembuatan Led yang

relatif mahal.

PN JUNCTION



Berhubungan dengan karakteristik dan

sistematis simbol diode maka dapat diambil

kesimpulan bahwa dioda akan berfungsi

sebagai konduktor apabila dua syarat ini

terpenuhi :

1. Katode mendapat tegangan yang lebih

negatif dari anode.

2. Beda potensial antara anoda dan katoda

melebihi potensial barier kira-kira 0.3 V untuk

diode germanium dan 0.7 V untuk dioda

MODEL DIODE



Ada tiga model diode. Model adalah

representasi dari suatu komponen atau

rangkaian yang memiliki satu atau lebih

Sifat atau karakteristik.

1. Model Diode Ideal

2. Model Diode Praktek

3. Model Diode Lengkap

MODEL DIODE IDEAL



Model diode ideal menggambarkan diode sebagai saklar

sederhana yang dapat tertutup ( Conducting ) ketika

dibias forward maupun tertutup ( nonconducting )

ketika dibias reverse. Model ini hanya digunakan untuk

menentukan tahap awal troubleshooting (proses

mencari kesalahan dalam perangkat elektronik).

Kondisi Karakteristik

OPEN *Infinite Resistansi Shg Arus nol *Tegangan penuh pada kaki dioda

CLOSED *Resistansi nol Shg Arus Max *Tegangan nol pada kaki dioda

CONT.



Berdasarkan karakteristik sebuah saklar, maka dapat

diperoleh pernyataan2x untuk diode ideal :

1. Ketika dibias reverse ( Open Switch )

 Diode memilki resistansi tak terbatas ( maksimum )  Diode tidak dialiri arus

 Sumber Tegangan akan jatuh semua pada terminal diode

2.Ketika dibias forward ( Closed Switch )

 Diode memilki resistansi nol ( minimum )  Diode dialiri arus

MODEL DIODE PRAKTEK



Dalam model diode ideal banyak

karakteristrik-karakteristik diode yang diabaikan. Contohnya :

Tegangan maju. Tegangan maju biasanya

diperhatikan dalam analisis matematika dari

rangkaian diode. Pada aplikasi rangkaian yang

digunakan diasumsikan dioda yang dipergunakan

dioda silikon kalau ingin mengganti dengan dioda

germaniun maka tegangan maju tinggal diubah dari

0.7V menjadi 0.3V

MODEL DIODE LENGKAP



Model dioda lengkap merupakan model yang

paling akurat menggambarkan

karakteristik-karakteristik operasional diode. 2 faktor yang

menyebabkan model ini menjadi semakin

Kurva Karakteristik Untuk

masing-masing Model Diode

I_F V_F I_R V_R I_F V_F I_R V_R VK=0.7V I_F V_F I_R V_R VK=0.7V R_B= ΔV / ΔI Model Diode

PERTEMUAN 7 & 8

Transistor VS Diode



A transistor is created by using three layers rather

than the two layers used in a diode. You can create

either an NPN or a PNP sandwich. A transistor can

act as a switch or an amplifier.



A transistor looks like two diodes back-to-back. You'd

imagine that no current could flow through a

transistor because back-to-back diodes would block

current both ways. And this is true. However, when

you apply a small current to the center layer of the

sandwich, a much larger current can flow through

the sandwich as a whole. This gives a transistor its

switching behavior. A small current can turn a

PERTEMUAN 9 & 10

Teknologi Pembuatan

Semikonduktor

PERTEMUAN 11

IC ( Integrated Circuit )



A silicon chip is a piece of silicon that can hold

thousands of transistors. With transistors acting as

switches, you can create

Boolean gates

, and with

Boolean gates you can create

microprocessor chips

.



The natural progression from silicon to doped silicon

to transistors to chips is what has made

microprocessors and other electronic devices so

inexpensive and ubiquitous in today's society. The

fundamental principles are surprisingly simple. The

miracle is the constant refinement of those principles

to the point where, today, tens of millions of

transistors can be inexpensively formed onto a single

chip.

SEJARAH PERKEMBANGAN PIRANTI

ELEKTRONIKA



Era perkembangan piranti elektronika :

1.

Era tabung hampa (vacuum tube)  awal

abad 20

2.

Era transistor  mulai tahun 1948

3.

Era rangkaian terintegrasi (IC)  mulai

Era IC



_{1958  Kilby  konsep monolitik  ide}

menggunakan Germanium atau Silikon untuk

seluruh rangkaian



_{1959  Kilby membuat oscillator dan multivibrator}

dari Germanium dengan konsep monolitik  awal

kelahiran IC



_{1959  Noyce dan Moore mengembangkan konsep}

monolitik dengan metode lithography



_{1959  Hoerni dan Fairchild  konsep monolitik}

dengan metode planar atau difusi



_{1961  produksi masal IC}



_{1964  High component density IC (chip)  silikon}

wafer berukuran 3 x 5 x 0.3 mm

Perkembangan teknologi IC

Teknologi Nama Jumlah

Komponen

Tahun

SSI Small Scale Integrated <100 Awal 1960

MSI Medium Scale

Integrated 100-1000 Awal 1960

LSI Large Scale Integrated 1000-10000 Awal 1970

VLSI Very Large Scale

Integrated 10000-10000 Akhir 1970

ULSI Ultra Large Scale

Teknologi Rangkaian Logika Digital

Teknologi Komponen Diskrit (tahun 50-an –awal 60-an)

bipolar

TRL DTL Teknologi IC

(tahun awal 60-an - sekarang)

bipolar MOS

RTL TTL I2L ECL PMOS NMOS CMOS biCMOS

Teknologi Rangkaian Logika Digital

(cont’d)

Teknologi Bipolar

 TRL (Transistor Resistor Logic)

 Jumlah resistor dimaksimalkan (resistor  devais termurah)

 DTL (Dioda Transistor Logic)

 Kinerja ditingkatkan dgn mengganti kebanyakan resistor dgn dioda semikonduktor

 RTL (Resistor Transistor Logic)

 Teknologi mikroelektornika pertama

 Menggunakan banyak transistor dan hanya sedikit resistor

 TTL (Transistor Transistor Logic)

 transistors  berjumlah banyak dan terkait langsung satu sama lain; Sampai

sekarang tetap menjadi teknologi bipolar paling populer

 I2L (Integrated-injection logic)

 technology mereduksi kerapatan packing dari devais bipolar devices ke suatu

ukuran mendekati ukurana devais MOS  melalui “compressing” suatu rangkaian logika yang terdiri dari dua transistor menjadi suatu satuan tunggal (a single unit).

Teknologi Rangkaian Logika Digital (cont’d)

 ECL (emmitter-coupled logic)

 Devais dikembangkan u/ aplikasi-2 yg membutuhkan kecepatan yang sangat

tinggi (extremely high speed).

 Mengkonsumi lebih banyak energi/power,

 digunakan secara ekslusif pada komputer-2 Cray

Teknologi MOS (Metal Oxide Semiconductor)

 Menawarkan reduksi dalam hal persyaratan ruang yang besar dan konsumsi

daya/energi yang tinggi dari devais-2 bipolar.

 Rangkaian elektronik MOS pertama  devais MOS p-channel (PMOS) karena

paling mudah dibuat.

 Tek. MOS lebih maju, devais MOS n-channel (NMOS) menggantikan devais PMOS

karena teknologinya menawarkan kinerja kec. yg lebih tinggi u/ kerapatan, kompleksitas dan biaya yg sama.

 Kebutuhan akan konsumsi daya yg lebih rendah  pengembangan devais-2

complementary MOS (CMOS) devices yg lebih besar tapi konsumsi dayanya lebih efisien

Teknologi Rangkaian Logika Digital

(cont’d)

 Meskipun keuntungan kerapatan dan efisiensi daya dari teknologi MOS,

namun teknologi high-speed bipolar masih tetap dikembangakn  teknologi

biCMOS : kombinasi keuntungan kecepatan dari tek. Bipolar modern dgn

Rangkaian Terintegrasi (IC) Monolitik

Definisi Rangkaian Terintegrasi (IC):

 Realisasi secara fisik dari elemen-elemen rangkaian yang secara

terpisah tetapi merupakan kesatuan yang berada di atas atau di dalam sebuah badan yang kontinyu ( a continuous body) untuk membentuk satu rangkaian

 Misalkan, dalam sebuah potongan kristal tunggal Si, diatasnya

terbentuk  rangkaian yang memiliki fungsi tertentu dengan, transistor, dioda, kapasitor, dll, disebut rangkaian terintegrasi (IC)

Karakteristik IC:

1. Ukuran kecil

2. Harganya murah

3. Keandalan tinggi

Rangkaian Terintegrasi (IC) Monolitik

(cont’d)

Perbedaan IC menurut: 1. Struktur 2. Fungsi 3. Tingkat integrasi

 Pembagian menurut struktur:

 Semikonduktor IC  Bipolar, MOS  IC lapisan (monolitik)

 IC hybrid  lapisan tipis dan lapisan tebal

 Pembagian menurut Fungsi:

 IC Digital  DTL (dioda-transistor logic), TTL (transistor-transistor logic), CML

(cuurent mode logic), dll

 IC Linier (analog)  Penguat bidang lebar, Penguat operasional (Op-Amp),dll.

 Pembagian menurut tingkat integrasi:

 IC SSI (Small Scale Integration)  mengandung < 24 gate

 IC MSI (medium Scale Integration) mengandung 24 –100 gate  IC LSI (large Scale Integration)  mengandung > 100 gate

 IC VLSI (Very Large Scale Integration)  IC ULSI (Ultra Large Scale Integration) dst

Rangkaian Terintegrasi (IC) Monolitik

(cont’d)

Definisi Monolitik:

 Mono: tunggal; lithos: batu  batu tunggal

 Pada IC monolitik  sejumlah komponen aktif (mis transistor)

dan komponen pasif (mis. resistor, kapasitor, dll) berada dalam sekerat Silicon (Si) atau biasa disebut CHIP, DIE, atau PELLET

 Dalam fabrikasi:

 Basis-basis dan emitor-emitor dari transistor-2 dan komponen-2

lain dibentuk bersamaan

• Dalam hal transistor planar tunggal :

 sejumlah transistor mem- punyai “common collector” (kolletor yg

bersama-sama) dibentuk pada keping (wafer), kemudian dipotong-potong menjadi satu persatu

• Dalam hal IC monolitik:

 isolasi dan interkoneksi setelah

dibentuk kemudian dipotong-potong dari wafer itu

Rangkaian Terintegrasi (IC) Monolitik

(cont’d)

Catatan:

 IC Hybrid: komponen-2 (spt transistor) dibuat diatas substrat

keramik yg terhubung satu sama lain membentuk rangkaian dgn jalur kawat logam dsb.

 IC monolitik

 sangat baik u/ rangkain yg memiliki fungsi yg sama

 Interkoneksi dilakukan hanya dgn 1 atau proses  harganya lebih

PERTEMUAN 12

Teknik Fabrikasi

Tiga metode fundamental

 U/ membentuk IC-monolitik (misL Transistor)

 Metode-2 digunakan u/ membentuk sebuah struktur empat lapisan dan

mengisolasi transistor satu sama lain

 Perbedaan pembentuk daerah isolasi karena distribusi ketidakmurnian 

akibatnya perbedaan karakteristik transistor-2

1. Metode Difusi Epitaksi:

 Lapisan epitaksi tipe-n diatas substrat Si tipe-p

 Didifusikan ketidak-murnian tipe-p secara selektif diatasnya hingga

menembus mencapai substrat  maka terbentuk daerah tiep-n terisolasi  menjadi daerah kolektor transistor

2. Metode kolektor yg didifusikan:

 Sebuah daerah isolasi tipe-n (yg menjadi kolektor transistor)

didifusikan secara selektif ke dalam subtrat tipe-p

3. Metode difusi tripel:

 U/ membentuk daerah isolasi tipe-p diatas substrat tipe-n (sebuah

daerah isolasi yang menjadi kolektor transistor), ketidak murnian tipe-p didifusikan dua arah dari permukaan secara selektif, dan dari sisi lain, dgn intensif  sehingga kedua daerah yg didifusi slaing bertemu

Teknik Fabrikasi (cont’d)

Catatan:

 Metode difusi eptikasi  banyak digunakan, karena banyak

keuntungannya:

 Tebal keping wafer tidak dibatasi

 Pembentukan laipsan epitaksi tidak tergantung pada subtrat-p  Jumlah bahan yg di-dop-kan bebas

 Akibatnya: kapasitansi antara kolektor dan subtrat dapat tidak bergantung

pada konsentrasi daerah kolektor

 Metode kolektor didifusi 

 Konsentrasi ketidak murnian daerah kollektor menurun dibagian yg jauh

dari persambungan basis-kollektor  menyebabkan kerusakan yaitu ada daerah deplesi yg meluas ke daerah basis

 Selain itu, karena kosnetrasi ketidak munian pada daerah persmabungan

basis-kollektor adalah tinggi  maka tegangan breakdown rendah

 Dalam hal ini, kapasitansi antara basis dan kolektor dintentukan oleh

daerah kolektor dimana konsentrasi donornya tinggi

 Metode difusi tripel 

 Karena daerah kolektor didop secara uniform, tidak masalha dgn

kapasitansi

 Tapi difusi termal subtrat memakan waktu yg lama  difusi jangakaunnya

terbatas

Diagram alir pembentukan IC transistor

Rio)

Epiktasi Si Pembersihan lapisan epitaksi

Difusi dari lapisan terpedam

Oksidasi dan Etsa foto Difusi isolasi Oksidasi dan

Etsa foto Difusi basis

Oksidasi dan Etsa foto Difusi emiter Oksidasi dan_{Etsa foto} Pembentukan

Lapisan u/ inter koneksi Al Difusi emas Etsa foto skrab Bonding butiran Bonding terminal penutupan IC Komplit

Masa Depan Desain Devais Elektronik



Teknologi Informasi

 masuk kehidupan sehari-hari masyarakat (dr Ponsel digital, ATM, sampai PC)

 Dua alasan sederhana:

1. Cost IT yg canggih  bertambah murah dan turunnya cukup

cepat

2. Kapabilitasnya meningkat cepat “equally”



TI



 membekali kita dengan penguasaan inovasi teknologikal,  memungkinkan kita menghadapi tantangan-2 baru (misal

Panas global atau deplesi ozon)

 Memungkinkan kita mengatasi masalah-2 kompleks

tentang alam kita yang senantiasa meningkat (misal bagaimana dan kapan alam itu terjadi)



Mengapa TI maju dengan cepat

?

 Beberapa dekade yang lalu: Stratetgi yang berhasil 

peminiaturan ribuan atau jutaan devais elektronik memberikan “intelegensia” pada teknologi

Masa Depan Desain Devais Elektronik

(cont’d)

 DOWN-SCALING dari elektronik

 Menghasilkan lebih cepat devais-2

 Memungkinkan banyak devais  terintegrasi dalam setiap Chip SK

(meningkatkan fungsionalitas duakali lipat)

 Sayang, semakin kecil devais, down-scaling berikutnya menjadi lebih sulit 

tentunya menjadi tantangan

 U/ menyelaraskan kemajuan TI, para teknolog berpaling ke Simulasi Berbasis

komputer (computer-based simulation) dari fabrikasi dan operasi devais elektronik dan IC (Secara kolektif disebut TCAD (Technology computer

aided design) ) untuk menentukan bagaimana kelanjutan Down-Scaling

Sejarah TCAD

 .. – 1980:

 simulasi numerik bukan sesuatu bagian yang fundamental dalam

pengembangan devais elektronik (meskipun telah digunakan dalam penelitian devais)

 Melainkan, u/ mendesain devais generasi berikut, tahap-2 fabrikasi dan

struktur devais generasi saat itu dimodifikasi berdasarkan suatu “set dari hukum skala yang sederhana” ( simple scaling laws)

Tujuan

• Menentukan dan menjelaskan pentingnya yield

• Menggambarkan struktur dasar sebuah cleanroom.

• Menjelaskan pentingnya protokol cleanroom

• Membuat list 4 dasar operasi pemrosesan IC

• Menamakan sekurang2nya 6 proses utama di

fabrikasi IC

• Menjelaskan tujuan packaging pada chip

• Menggambarkan standar wire bonding dan proses

bonding and flip-chip bump

Aliran Proses pada Wafer

Materials Design Masks IC Fab Test Packaging Final Test Thermal Processes Photo-lithography Etch PR strip Implant PR strip Metallization CMP Dielectric deposition Wafers

Biaya Fabrikasi

• Biaya fabrikasi sangat tinggi, > $1B for 8”

fab

• Clean room

• Equipment, biasanya > $1M per tool

• Materials, high purity, ultra high purity

• Facilities

Wafer Yield

total

good

W

Wafers

Wafers

Y



Die Yield

total

good

D

Dies

Dies

Y



Packaging Yield

total

good

C

Chips

Chips

Y



Yield Keseluruhan

Y

_T

= Y

_W



Y

_D



Y

_C

Yield keseluruhan menentukan apakah

fabrikasi dapat menguntungkan atau

merugikan

Bagaimana Kerugian dalam

Fabrikasi Terjadi?

• Biaya:

– Wafer (8”): ~$150/wafer

*

– Proses: ~$1200 ($2/wafer/step, 600 langkah)

– Packing: ~$5/chip

• Penjualan:

– ~200 chips/wafer

– ~$50/chip (low-end microprocessor in 2000)

*Biaya wafer, chips per wafer dan harga variasi chip dan angka disini dipilih secara random berdasarkan informasi umum.

Bagaimana Kerugian dalam

Fabrikasi Terjadi?

• 100% yield: 150+1200+1000 = $2350/wafer

• 50% yield: 150+1200+500 = $1850/wafer

• 0% yield: 150+1200 = $1350/wafer

• 100% yield: 200



50 = $10,000/wafer

• 50% yield: 100



50 = $5,000/wafer

• 0% yield: 0



50 = $0.00/wafer

• 100% yield: 10000

-

2350 = $7650/wafer

• 50% yield : 5000

-

1850 = $3150/wafer

• 0% yield : 0

-

1350 =

-

$1350/wafer

Cost:

Sale:

Profit

Margin:

Pertanyaan

• Jika Yield setiap langkah proses adalah

99%, Berapakah yield proses keseluruhan

setelah 600 langkah proses?

Jawaban

• Sama dengan 99% x 600 times

• 0.99

600

_{= 0.0024 = 0.24%}

Hasil Fabrikasi (throughput)

• Jumlah wafer yang dapat diproses

– Fab:

wafers/month (idealnya 10,000)

– Tool: wafers/hour (idealnya 60)

• Jika yieldnya Tinggi maka hasil

fabrikasinya juga tinggi

Kerusakan dan Yield

n

DA

Y

)

1

(

1





Yield dan Ukuran Die

Y = 28/32 = 87.5%

Y = 2/6 = 33.3%

Ilustrasi produk wafer

Test die

Die

Scribe Lines

Dies

Test

Structures

Ruangan Ganti

Gown Racks

Benches

Shelf of Gloves, Hair

dan Shoe Covers

Disposal Bins

Wash/Clean

Stations

Storage

Shelf of

Gloves

Shelf of

Gloves

Entrance

Ke

Cleanroom

Modul proses fabrikasi IC

Photolithography

Thin film growth,

dep. and/or CMP

Etching

PR Stripping

PR Stripping

Ion Implantation

Layout Ruangan Fabrikasi IC

Process Bays

Gowning Area

Corridor

Equipment Areas

Sliding Doors

Service Area

Mini-environment pada ruang

Fabrikasi

Ruang ganti

Emergency Exits

Service Area

Process dan

metrology

tools

Proses-Proses yang

menggunakan Cairan

Pengeringan Etching, PR strip, atau

pembersihan

Tungku Pemanas (furnace)

Horisontal

Center Zone

Flat Zone

Distance

Temperature

Heating Coils

Quartz

Tube

Gas flow

Wafers

Tungku Pemanas (Furnace)

Vertikal

Process

Chamber

Wafers

Tower

Heaters

Skema Sistem Integrasi Track

Stepper

Hot Plates

Prep

Chamber

Chill Plates

Chill Plates

Spin Coater

Developer

Stepper

Wafer

Movement

Wafer

Cluster Tool dengan Etch dan

Strip Chambers

Transfer

Chamber

PR Strip

Chamber

Loading Station

Etch

Chamber

PR Strip

Chamber

Etch

Chamber

Unloading Station

Robot

Cluster Tool dengan Dielectric

CVD dan Etchback Chambers

Transfer

Chamber

Loading Station

PECVD

Chamber

O

₃

-TOES

Chamber

Unloading Station

Robot

Ar Sputtering

Chamber

Cluster Tool dengan PVD Chambers

Transfer

Chamber

Loading Station

Ti/TiN

Chamber

Al



Cu

Chamber

Unloading Station

Robot

Al



Cu

Chamber

Ti/TiN

Chamber

Dry-in Dry-out CMP System

Wafer Loading

and Standby

Post-CMP Clean

Rinse

Dryer and Wafer

Unloading

Multi-head Polisher

Polishing

Pad

Clean Station

Polishing

Heads

Process Bay dan Equipment Areas

Process Area

Equipm

ent

Area

Equipm

ent

Area

Process Tools

T

abl

es

For PC

and

Me

tr

ology

T

ools

Service Area

Sliding Doors

Hasil Tes

Struktur Chip-Bond

Chip (Silicon)

Chip Backside

Metallization

Solder

Substrate

Metallization

_{Substrate (Metal or Ceramic)}

Perangkat Mikroelectronika dan

rangkaiannya

Melt and

Condense

Wire Bonding

Metal Wire

Formation of

molten metal ball

Bonding Pad

Bonding Pad

Bonding Pad

Press to make

contact

Head retreat

Wire Clamp

Wire Bonding

Lead

Bonding Pad

Bonding Pad

Lead

Lead contact with

pressure and heat

Clamp closed with heat

on to break the wire

IC Chip dengan Bonding Pads

IC Chip Packaging

Pins

Chip

Bonding

Pad

Chip dengan Bumps

Flip Chip Packaging

Chip

Bumps

Kontak Bump

Chip

Bumps

Heating dan Bumps Melt

Chip

Bumps

Flip Chip Packaging

Chip

Molding Cavity Untuk Plastic

Packaging

Bonding Wires

IC Chip

Lead Frame

Pins

Chip Bond Metallization

Top Chase

Bottom Chase

Ceramic Seal

Ceramic Cap

Bonding Wires

IC Chip

Lead Frame, Layer 1

Pins

Cap Seal

Metallization

Chip Bond Metallization

Layer 2

Ringkasan

• Yield keseluruhan

• Yield menentukan kerugian atau

keuntungan dalam fabrikasi IC

• Cleanroom dan cleanroom protocols

• Proces bays

• Proces, equipment, and area fasiliti

• Die test, wafer thinning, die separation, chip

packaging, dan final test