Integrált áramkör - az
integrált áramkörök
(IP), a mikroelektronikai áramkört, amely egy kis lemez (krisztallit, vagy „chip”) félvezető anyagból, tipikusan a szilícium, amit használnak, hogy ellenőrizzék a villamos áram és az erősítés. Tipikus IC áll több, egymással összekapcsolt mikroelektronikai komponensek, mint például tranzisztorok, ellenállások, kondenzátorok és diódák gyártják a felületi réteg a kristály. Méretek szilícium kristályok a körülbelül 1,3ґ1,3 13ґ13 mm mm. Területén elért eredményeket, az integrált áramkörök vezetett a fejlődése nagy és nagyon nagy léptékű integrált áramköri technológia (LSI és VLSI). Ezek a technikák lehetővé teszik kap IP, amelyek mindegyike több ezer áramkörök: egy chip vállalat több mint 1 millió alkatrészek ..
Lásd. Szintén félvezető elektronikus eszközök. Integrált áramkörök számos előnnyel elődei - rendszereket, amelyek összeállított egyes komponensek, az alvázra rögzítve. IC-k kisebb, nagyobb teljesítmény és a megbízhatóság; ők is olcsóbb és kevésbé hajlamosak a meghibásodásra való kitettség által okozott rezgés, nedvesség és az öregedés. A miniatürizálás elektronikus áramkörök tette lehetővé, köszönhetően a speciális tulajdonsága félvezetők. Semiconductor - olyan anyag, amelynek azonban sokkal nagyobb elektromos vezetőképességű (vezetőképesség), mint például egy dielektromos például üveg, de lényegesen kisebb, mint a vezetékek, mint például a réz. A kristályrács a félvezető anyagok például szilícium, szobahőmérsékleten túl kevés szabad elektronok, amely jelentős vezetőképességet. Ezért tiszta félvezetők alacsony vezetőképesség. Azonban, szennyező anyagok bevitelét a szilícium megfelelő növeli annak elektromos vezetőképességét.
Lásd. Szintén tranzisztor. Dópoló vezetünk a szilíciumot két módszer. Nehéz adalékolási vagy olyan esetekben, amikor a pontos irányítást a mennyiségét bevezetett szennyező adott esetben szokásosan alkalmazott diffúziós módszerrel. A diffúziós bór vagy foszfor végezzük általában atmoszférában adalékanyagot hőmérsékleten 1000 és 1150 ° C-on fél óra és néhány óra közötti. Amikor ion implantáció szilícium ionok bombázzák a nagy sebességű dópoló. Száma beültetett szennyező szabályozni lehet, hogy néhány százalék; pontossága sok esetben fontos, mint erősítés a tranzisztor számától függ a szennyező atomok beültetett a bázist 1 cm2 (cm. alább).
Szennyező anyagok bevitelét a szilícium diffúziós módszerrel - alapján IC termelés. A kollektor régió n vezetési típusú hozzáadunk foszfor, majd egy adatbázis létrehozása mező p-vezetési típusú - bór és végül ismét a foszfor, hogy megteremtse a emitter területet n-típusú vezetőképesség. 1 - kollektor érintkező; 2 - bázis érintkező; 3 - emitter érintkező; 4 - emitter (-); 5 - a bázis (+); 6 - kollektor (-); 7 - egy védőréteget szilícium-dioxid.
Gyártás. Gyártás az integrált áramkör eltarthat akár két hónapig, mivel egyes területeken a félvezető kell adalékolt nagy pontossággal. Közben a folyamatot nevezzük termesztés, vagy húzza, kristály, az első hengeres tuskó a nagy tisztaságú szilícium. Ebből a hengert vágjuk lemezek, például 0,5 mm vastag. A lemezt végül vágjuk több száz apró, úgynevezett chips, amelyek mindegyike eredményeként az alábbiakban ismertetett eljárás során átalakul egy integrált áramkör. chip folyamat azzal kezdődik, a gyártás minden egyes IP réteg maszkokat. Ez végre egy nagyszabású stencil, amelynek négyzet alakú, kb. 0,1 m2. A készlet maszkok tartalmazó összes komponens az IC: diffúziós szintek, szintek összeköttetések, stb Az egész kapott szerkezetet fotografikusan csökken krisztallit mérete és reprodukálható rétegekben az üveglapra. egy vékony rétegben szilícium-dioxid termesztenek a felszínen a szilícium ostya. Mindegyik lemez van borítva egy fényérzékeny anyaggal (fotoreziszt) van kitéve, és átbocsátott fényt a maszk. A megvilágítatlan részeit a fényérzékeny bevonat eltávolítjuk oldószerrel, és segítségével egy másik kémiai reagens, oldódó szilícium-dioxid, az utóbbi maratjuk távol a területeken, ahol már nem védi a fényérzékeny bevonat. Kiviteli alakjai ezt az alapvető folyamat gyártásához használt a két alaptípusa tranzisztor struktúrák: bipoláris és mező (NAM).
Bipoláris tranzisztor. Egy ilyen tranzisztor van egy szerkezete a n-p-n, vagy, sokkal ritkábban, mint például a p-n-p. Jellemzően, folyamat kezdődik az ostyát (szubsztrát) egy erősen adalékolt p-típusú anyag. A felszínen e lemez epitaxiálisan növesztett vékony réteg gyengén szennyezett n-típusú szilícium; így fejlődött réteg ugyanazt a kristályszerkezetet, mint, hogy a szubsztrát. Ez a réteg kell tartalmaznia az aktív része a tranzisztor - ez képezi az egyéni gyűjtők. A lemezt először kerül a kemencébe a bór-gőz. Diffúzió bór a szilícium ostya csak akkor következik be, ha a felületén maratjuk kezelést. Ennek eredményeként, a területet és az ablakot vannak kialakítva n-típusú anyagból. A második, magas hőmérsékletű folyamat, amely egy pár, a foszfor és a másik maszk, arra szolgál, hogy egy érintkező, hogy a kollektor réteg. Az egymást követő diffúziós bór és foszfor vannak kialakítva rendre bázis és az emitter. A vastagság a bázis általában néhány mikron. Ezek az apró szigetek vezetőképességük n- és p-típusú vannak csatlakoztatva egy közös áramkört keresztül átkötések alumíniumból készült, gőzölés vagy porlasztás egy alkalmazott vákuum. Néha használni erre a célra a nemes fémek, például a platina és arany. Tranzisztort és más áramköri elemek, például ellenállásokat, kondenzátorokat és induktorok, a megfelelő vezetékek alakíthatók ki a lemezt diffúziós módszerrel a folyamatábrán, ami ennek eredményeként a kész elektronikus áramkör. Lásd. Szintén tranzisztor.
MOSFET. A legelterjedtebb a MOS (fém-oxid-félvezető) - olyan szerkezet, amely két szorosan egymás szilícium régióinak N-típusú, megvalósított a p-típusú szubsztrát. A felszínen a saját szilícium-dioxid rétegből épül fel, és a tetején, ezt a réteget (közötti n-típusú régiók és enyhén megragadása őket) kialakított lokalizált fémréteg hatású, mint egy kapu. Két n-típusú tartománya a fent említett, az úgynevezett forrás és nyelő, a kapcsolási elemek bemeneti és kimeneti ill. Az ablakon keresztül biztosított a szilícium-dioxid, fémvegyületek hajtjuk a forrás és nyelő. A keskeny a csatorna felületének anyaga összeköti a n-típusú forrás és nyelő; Más esetekben a csatorna lehet indukált - hatására keletkezik a feszültség a kapuhoz. Amikor a tranzisztor kapu van ellátva az indukált pozitív feszültség csatorna alatt elhelyezett a kapu réteg p-típusú réteget alakítunk n-típusú, és egy aktuális ellenőrzött és modulált jelnek a kapu, áramlik a forrástól lefolyni. MOSFET nagyon kevés energiát fogyaszt; van egy nagy bemeneti ellenállás, alacsony áramfelvétel áramkört és egy rendkívül alacsony zajszint. Mivel a kapu-oxid és a szilícium-alkotnak kondenzátort, egy ilyen eszköz széles körben használják a számítógép memóriájában rendszerek (lásd. Alább). A kiegészítő vagy CMOS-áramkörök, MOS struktúra használunk terhelés, és nem fogyasztanak energiát, amikor a fő MOSFET inaktív állapotban.
Integrált áramkörök. Nagyon tiszta kristályos szilícium előállításához szükséges az integrált áramkörök, termesztik a henger alakú, amelyet azután vágjuk lemezeket, amelynek vastagsága a papírlapra. Minden lemezen több száz IP. Ezután a lemezt osztva az egyes IC-k, amelyek mindegyike egy négyzet chip (chip) egy oldala 1,27 mm. IC jön a különböző konfigurációkban.