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芯片中晶體管到底是個什么東西?芯片內部制造工藝詳解

2020年02月05日 17:31 ? 次閱讀

芯片內部是如何做的

芯片內部制造工藝:

含羞草 芯片制造的整個過程包括芯片設計、芯片制造、封裝制造、等。芯片制造過程特別復雜。

首先是芯片設計,根據設計要求,生成“圖案”

1、晶片材料

硅片的成分是硅,硅由石英砂精制而成。硅片經硅元素(99.999%)提純后制成硅棒,成為制造的石英半導體材料。芯片是芯片制造所需的特定晶片。晶圓越薄,生產成本就越低,但對工藝的要求就越高。

2、晶圓涂層

晶圓涂層可以抵和溫度,其材料是一種光致抗蝕劑。

3、晶圓光刻、

含羞草 首先,在晶圓(或)表面涂覆一層光刻膠并干燥。干燥的晶片被轉移到光刻機上。通過掩模,光將掩模上的圖案投射到晶圓表面的光刻膠上,實現曝光和化學發光反應。曝光后的晶圓進行二次烘烤,即所謂曝光后烘烤,烘烤后的光化學反應更為充分。

最后,顯影劑被噴在晶圓表面的光刻膠上以形成曝光圖案。顯影后,掩模上的圖案保留在光刻膠上。糊化、烘烤和顯影都是在均質顯影劑中完成的,曝光是在平版印刷機中完成的。均化顯影機和光刻機一般都是在線操作,晶片通過手在各單元和機器之間傳送。

含羞草 整個曝光顯影系統是封閉的,晶片不直接暴露在周圍環境中,以減少環境中有害成分對光刻膠和光化學反應的影響。

4、添加雜質

相應的 p 和 n 半導體是通過向晶圓中注入離子而形成的。

具體工藝是從硅片上的裸露區域開始,將其放入化學離子混合物中。這個過程將改變摻雜區的傳導模式,使每個都能打開、關閉或攜帶數據。一個簡單的芯片只能使用一層,但一個復雜的芯片通常有許多層。

含羞草 此時,該過程連續重復,通過打口可以連接不同的層。這與多層 pcb 的制造原理類似。更復雜的芯片可能需要多個二氧化硅層。此時,它是通過重復光刻和上述工藝來實現的,形成一個三維結構。

5、晶圓

經過上述處理后,晶圓上形成點陣狀晶粒。用針法測試了各晶粒的電學性能。一般來說,每個芯片都有大量的晶粒,組織一次 pi含羞草n 測試模式是一個非常復雜的過程,這就要求盡可能批量生產相同規格型號的芯片。數量越大,相對成本就越低,這也是主流芯片設備成本低的一個因素。6、封裝

同一片芯片芯可以有不同的封裝形式,其原因是晶片固定,引腳捆綁,根據需要制作不同的封裝形式。例如:、QFP、PLC含羞草C、QFN 等,這主要取決于用戶的應用習慣、應用環境、市場形態等外圍因素。

6、測試和包裝

含羞草 經過上述過程,芯片生產已經完成。這一步是測試芯片,去除有缺陷的產品,并包裝。

芯片中管到底是個什么東西?

簡而言之,晶體管就是個可變電阻

從英文上解釋,transistor(晶體管 )可以看作是 transfer(轉移) - resistor()的組合,它是一種調節電流或電壓的裝置,可以或放大信號,作為集成電路中的基本元素,集成電路由大量與電路互連的晶體管組成。最新的英特爾 CPU含羞草 中的晶體管就長下面這個樣子:

可能大家看的還是一臉懵逼,那打個簡單比方,電流就像水的流量,電壓就是水的壓力,相同管徑下,水壓越大,水的流量也就越大,相同水壓下,管徑越小,水的流量就越小(注意是流量,不是流速,想想把水龍頭開小和開大放一桶水需要的時間,顯然開小時需要用時更多)。

晶體管就像水管中的水閥,可以用來控制流量的機制。這個水閥通常有三種狀態:

①全開——水沒有任何限制流動

②全關——完全阻止水的流動了

含羞草 ③流量控制——控制水閥開關程度,讓水在某個流量下流動

晶體管可以做同樣的事情,在完全關閉(開路)和完全開路(短路)之間的某個點線性控制電路中的電流。水管管徑的大小與電路中的電阻類似,如果一個閥門可以精確調節管道的大小,那么晶體管可以精確調節兩極之間的電阻。

所以,從某種意義上說,晶體管就像一個可變電阻。

至于晶體管是怎么做成的,那就不是只言片語能說完的,基本上沙子的進化之旅,也是芯片技術中最難的制造技術了。

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