芯片中的晶体管是个什么鬼?晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关,能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关(如Relay、switch)不同,晶体管利用电讯号来控制自身的开合,而且开关速度可以非常快,实验室中的切换速度可100GHz以上
芯片中的晶体管是个什么鬼?
晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关,能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关(如Relay、switch)不同,晶体管利用电讯号来控制自身的开合,而且开关速度可以非常快,实验室中的切换速度可100GHz以上。指内含集成(练:chéng)电路的硅片,体积很小,常常是计算机或其【pinyin:qí】他电(拼音:diàn)子设备的一部分。
广义上,只要是使用微细加工手段制造出来的半导体片子,都可以叫做芯片,里面并不一定有电路。比如半导(繁体:導)体光源芯片;比如机械芯片,如MEMS陀螺仪;或者生物芯片如DNA芯片。在通讯与信息技术中,当把范围局限到硅集成电路时,芯片和集成电路的交集就是在“硅晶片(piàn)上的电路”上。芯片组,则是一系列相互关联的芯片组合,它们相互依赖,组合在一起能发《繁:發》挥更大的作用,比如计[繁体:計]算机里面的处理器和南北桥芯片组,手机里面的射频、基带和电源管理芯片组。
以下这篇文wén 章和你一起(练:qǐ)学习,《芯片里面的几千万的晶体管是怎么装进去(读:qù)的?》,来自网摘。
要想造个芯片, 首先, 你得画出来一个长这样的玩意儿给澳门新葡京Foundry #28外包的晶《拼音:jīng》圆制造公司#29
#28此【pinyin:cǐ】处担心有版权问题… 毕竟我也【练:yě】是拿别人钱干活的苦逼phd… 就不放全电路图了… 大家看看就好, 望理解{读:jiě}!)
再放大(拼音:dà)...
我们终于《繁体:於》看到一个门电路啦#21 这是{pinyin:shì}一个NAND Gate#28与非门#29, 大概是这(繁体:這)样:
A, B 是输入, Y是输出[繁体:齣].
其中蓝色的是金属1层, 绿[繁:綠]色是金属2层, 紫色是金属(繁:屬)3层, 粉色是【读:shì】金属4层...
那晶体(繁体:體)管#28更正, 题主的#30"晶体管#30" 自199X年以后已经主要是 MOSFET, 即场效《读:xiào》应管了 #29 呢?
仔细《繁体:細》看图, 看到里面那些白色的点吗? 那是(shì)衬底(读:dǐ), 还有一些绿色的边框? 那些是Active Layer #28也即掺杂层.#29
然后Foundry是怎么做的呢? 大体上(读:shàng)分为以下几步:
首先{练:xiān}搞到一块圆圆的硅晶圆, #28就(pinyin:jiù)是一大块晶体硅, 打磨的很光(拼音:guāng)滑, 一般是圆的#29
图片按照《zhào》生产步骤排列. 但是步骤总结单独写出.
1、湿洗#28用各种试剂保持硅晶【练:jīng】圆表面没有杂质#29
2、光刻 #28用紫外线透过蒙(繁体:矇)版照射硅晶圆, 被照到的地方就会容易被洗掉, 没被照到的地方就保持原样. 于是就可以在硅晶圆《繁体:圓》上面刻出想要的图案. 注意, 此时还没有加入杂质, 依然(读:rán)是一个硅晶圆. #29
3、 离子注入#28在硅晶圆不(pinyin:bù)同的位置加入不同(繁体:衕)的杂质, 不同杂质根据浓度/位置的不同就组成了场效应管.#29
4.1、干蚀刻 #28之前用光刻出来的形状有[练:yǒu]许多其实不是我们需要的,而是为了离子注入而蚀刻的. 现《繁:現》在就要用等离子体把他们洗掉, 或者是一些第一步光刻先[pinyin:xiān]不需要刻出来的结构, 这一步进行蚀刻#29.
4.2、湿蚀刻#28进一步洗掉, 但是用的是试剂, 所以叫湿蚀刻#29.--- 以上步骤完成后, 场效{pinyin:xiào}应管就已经被做出来啦~ 但是以上步骤一般都不止做一次, 很可能需要反反复复《繁体:覆》的做, 以达到要求. ---
5、等离子冲洗#28用{练:yòng}较弱的等离子束轰击整个芯片#29
澳门新葡京 6、热处理, 其[qí]中又分为:
6.1、快速热退火 #28就是瞬间把整个片子通过大功率灯啥的照到1200摄氏度以上【练:shàng】, 然后慢慢地冷却下来, 为了使得注入的离子能更好的被启动以及热氧【pinyin:yǎng】化#29
6.2、退(tuì)火
6.3、热氧yǎng 化 #28制造出二氧化硅, 也即场效应管的栅极#28gate#29 #29
7、化学气相淀积#28CVD#29, 进一[读:yī]步精细处理表面的各种物质
8、物理气相淀积 #28PVD#29,类似, 而且可以给敏感部件《拼音:jiàn》加coating
9、分子束外延 #28MBE#29 如果需要长单晶的话就《练:jiù》需要这个..
10、电镀处(繁体:處)理
11、化学(读:xué)/机械 表面处理然后芯片就差不多了, 接下来还要:
娱乐城 12、晶圆测试《繁:試》
13、晶圆打磨就可以出厂封装了.我们来一步步看:
就可以出【练:chū】厂封装了.我们来一步步看:
1、上面是氧化层, 下面(繁:麪)是衬底#28硅#29 -- 湿洗
2、一般来说, 先对整个衬底注入少量#2810^10 ~ 10^13 / cm^3#29 的P型物质#28最外层少一个电子{练:zi}#29, 作为衬底 -- 离子注(繁:註)入
3、先加入Photo-resist, 保护住不想被蚀(shí)刻的地方 -- 光刻
4、上shàng 掩膜#21 #28就是那个《繁体:個》标注Cr的地方. 中间空的表示没有遮盖, 黑的表示遮住了.#29 -- 光刻
5、紫外线照上去... 下面被照得那一块就被(练:bèi)反应了 -- 光刻
6、撤(读:chè)去掩膜. -- 光刻
7、把暴露出来的氧化层洗掉,澳门伦敦人 露出硅层#28就可以注入离子了#29 -- 光刻(拼音:kè)
8、把保(拼音:bǎo)护层撤去. 这样就得到了一个准(繁体:準)备注入的硅片. 这一步会反复在硅片上进行#28几十次甚至上百次#29. -- 光刻
9、然后光刻完毕后, 往里面狠狠地插入一块少量#2810^14 ~ 10^16 /cm^3#29 注入的N型物质{pinyin:zhì}就做成了一个N-well #28N-井(读:jǐng)#29 -- 离子注入
10、用干蚀刻把需要P-well的地方也蚀刻出来. 也可以{pinyin:yǐ}再次使用光刻刻出(繁体:齣)来. -- 干蚀刻
11、上图[繁:圖]将P-型半导体上部再次氧化出一层薄薄的二氧化硅. -- 热处理
12、用分子束外延处理长(繁:長)出的一层多晶硅, 该层可导电 -- 分子束外延
13、进[繁:進]一步的蚀刻, 做出精细{繁体:細}的结构. #28在退火以及部分CVD#29 -- 重复3-8光刻 湿蚀刻13 进(繁:進)一步的蚀刻, 做出精细的结构. #28在退火以及部分CVD#29 -- 重复3-8光刻 湿蚀刻
14、再次狠狠地dì 插入大量#2810^18 ~ 10^20 / cm^3#29 注入的P/N型物质, 此时注意MOSFET已经基本成型. -- 离子{练:zi}注入
15、用气相积淀{pinyin:diàn} 形成的氮化物层 -- 化学气相积淀
16、将氮化物蚀刻出(繁体:齣)沟道 -- 光刻 湿蚀刻
17、物理气相积淀长出 金属{pinyin:shǔ}层 -- 物理气相积淀
18、将(繁:將)多余金属层蚀刻. 光刻 湿蚀(繁:蝕)刻重复 17-18 长出每个金属层哦对(繁体:對)了... 最开始那个芯片, 大小大约是1.5mm x 0.8mm
啊世界杯~~ 找到一本关[繁体:關]于光刻的书, 更新一下, 之前的回答有谬误..
书(繁体:書)名:
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