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標題: 集成電路芯片規(guī)模組成詳細介紹 [打印本頁]

作者: xiachu 時間: 2022-4-6 10:50
標題: 集成電路芯片規(guī)模組成詳細介紹
單獨制造的元件，如電阻器、電容器、二極管和晶體管，由電線或印刷電路板（PCB）連接，形成電路。這些電路稱為分立電路，它們具有以下缺點：

在大型電子電路中，可能存在非常多的元件，因此分立組件將占用非常大的空間。
它們通過焊接形成，導致可靠性問題。

為了克服這些空間節(jié)約和可靠性問題，開發(fā)了ic。
IC由許多電路元件組成，如電阻器、晶體管等。它們以單個小封裝相互連接，以執(zhí)行所需的電子功能。這些組件在半導體材料的小芯片內(nèi)形成并連接。在IC中觀察到以下特征。

在IC中，各種元件是小型半導體芯片的組成部分，并且無法像在分立電路中那樣移除單個元件以進行維修和更換。
它將二極管和晶體管等有源元件與電阻器和電容器等無源元件組合在一個單片結(jié)構(gòu)中，因此是單片電路中的完整單元。它們的尺寸非常小。要查看其各種組件之間的聯(lián)系，需要顯微鏡。
所有組件都在芯片內(nèi)形成，并且看不到組件投射到芯片表面之上。

集成規(guī)模安裝在標準尺寸IC中的元件數(shù)量代表其集成度，換句話說，它是元件的密度。它分為以下幾類：
SSI – 小規(guī)模集成
它只有不到100個組件（大約10個門）。
微星 – 中型集成
它包含少于500個組件或具有超過10個但少于100個門。
LSI – 大規(guī)模集成
這里的組件數(shù)量在500到300000之間，或者有超過100個門。
VLSI – 超大規(guī)模集成
每個芯片包含超過300000個組件
VVLSI - 非常非常大規(guī)模的集成
它每個芯片包含超過1500000個組件。
IC和分立電路的比較
IC

I.C可以在低電壓下工作。
它們可以處理有限的功率。
它們的尺寸非常小
它們很便宜
芯片上的復雜電路可用于獲得改進的性能特征。

分立電路

分立電路需要相對更多的電壓。
分立電路可以處理比IC更多的功率。
具有分立元件的電路可獲得較大的空間。
分立電路比IC昂貴。
性能不好。

組件制造通常，二極管、電阻器和電容器等電子元件都是在單片芯片上制造的。為了制造這些IC元件，雜質(zhì)在半導體晶圓（即基板）的特定位置添加或擴散，因此可以制成PN結(jié)圖（a）顯示了基本單片元件的橫截面積。

所有四個組件都是在P型基板或晶圓內(nèi)部制造的。N型和P型部分由P型基板內(nèi)的N型和P型材料制成。然而，這是通過擴散過程完成的。在此過程中，P型和N型材料（以氣體形式）在高溫下被添加到半導體晶圓中。將晶圓置于高溫、爐內(nèi)（約100°C）
首先，在容易擴散的N型層的特定區(qū)域形成一層薄薄的硅二極管SiO2層。N型材料擴散到基板上。現(xiàn)在第一個大的N型藥水在基材內(nèi)擴散。
再次在另一個新地方生長一層薄薄的SiO2，以在N型材料內(nèi)部擴散P型材料。重復相同的過程以擴散N型材料的最后一種藥水。

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