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snowolfyou銀蟲 (正式寫手)
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請(qǐng)教關(guān)于芯片工藝的分類 已有1人參與
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請(qǐng)教一下，關(guān)于芯片的工藝有哪幾類？ 1、芯片工藝與芯片功能有什么關(guān)系？或者說，某個(gè)芯片工藝通常用于哪類功能芯片的設(shè)計(jì) 2、芯片工藝與制程之間有什么關(guān)系？ |
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【答案】應(yīng)助回帖
感謝參與，應(yīng)助指數(shù) +1
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你所謂的芯片，就是半導(dǎo)體集成電路。 而你所謂的功能，可以分為數(shù)字邏輯集成電路、模擬集成電路、射頻器件、光電器件等。 你所謂的工藝，包括半導(dǎo)體材料制備與提純，拉單晶、切片、拋光、氧化、光刻、擴(kuò)散、離子注入、外延、蒸鋁，等。再經(jīng)過封裝、老化、測(cè)試等。 至此，可以回答你的第一個(gè)問題。從材料角度說，幾乎所有的數(shù)字邏輯集成電路，包括CPU，以及絕大多數(shù)低頻（其實(shí)信號(hào)頻率也不低，只是沒到射頻而已）模擬集成電路，都是硅材料。所以材料制備是制備超純硅，拉成直徑為十幾、二十幾英寸的單晶硅柱，然后切成硅片。而射頻器件需要電子空穴弛豫時(shí)間短的材料，硅可能不太好，三五族化合物半導(dǎo)體如砷化鎵就不錯(cuò)。光電器件，特別是發(fā)光器件，需要布里淵區(qū)內(nèi)電子能級(jí)躍遷時(shí)最好直接躍遷，不要有晶格振動(dòng)（聲子）參與，砷化鎵也比硅好。為了發(fā)出不同波長（顏色）的光，磷化銦、銦鎵砷磷、氮化鎵，等等材料都會(huì)使用。至于一些半導(dǎo)體傳感器，因?qū)Ρ粰z測(cè)物理量的不同，也會(huì)采用不同的材料，比如硫化錫等。 對(duì)于最常用的數(shù)字集成電路（當(dāng)今電子技術(shù)，除了前端獲取和末端信息表達(dá)，絕大多數(shù)是數(shù)字處理，計(jì)算機(jī)、通信設(shè)備、控制裝置等都是數(shù)字電路為主）和AD/DA轉(zhuǎn)換、運(yùn)放等模擬集成電路，一般都采用平面硅集成電路工藝，把切好的硅片進(jìn)行拋光、氧化、光刻、擴(kuò)散、離子注入、外延、蒸鋁，等。這些工藝有些需要反復(fù)多道，才能做成芯片。經(jīng)過封裝測(cè)試，才能成為商品芯片。 下面回答你的第二個(gè)問題。上面說的平面硅集成電路工藝中，有一道光刻的工藝。這是在硅材料表面制作電子元件MOS管的溝道長度（這是整個(gè)芯片中最精細(xì)的地方，MOS管的溝道寬度都比長度要大好多）的尺寸。這個(gè)尺寸越小，芯片集成度越大，同樣面積的硅材料表面可以制作的電子元件數(shù)就多，功能就復(fù)雜。同時(shí)這個(gè)尺寸越小，每個(gè)元件的速度就越快，制成的芯片處理信號(hào)的速度也越快，而且所消耗的電能也越小，而功耗低了，散熱問題也容易解決......正是因?yàn)楣饪坦に囋诎雽?dǎo)體工藝中的核心地位，所以以光刻作為半導(dǎo)體工藝制程。 |
2樓2021-02-23 10:09:53
snowolfyou
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3樓2021-02-25 09:19:42
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【答案】應(yīng)助回帖
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分類永遠(yuǎn)可以從不同的角度去分的。 CMOS工藝是互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體工藝，是P溝道和N溝道的MOS管組成的電路，由于MOS管是電壓控制型的元件，這種形式的數(shù)字電路靜態(tài)功耗很低，功耗主要在高低電平轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)生。所以功耗與信號(hào)速率密切相關(guān)，而且MOS管只有多子導(dǎo)電，受溫度影響較大的少子不參與導(dǎo)電，芯片的溫度穩(wěn)定性相對(duì)較好。所以CMOS有很多優(yōu)勢(shì)，是目前幾乎所有數(shù)字集成電路和相當(dāng)大部分模擬集成電路的電路形式。但是MOS管的跨導(dǎo)（放大能力）較小，電壓控制雖然靜態(tài)功耗小，但不如電流控制的雙極型（多子和少子都參與導(dǎo)電）的速度快。所以，有一些數(shù)字、模擬混合的集成電路（比如AD或DA轉(zhuǎn)換），它的數(shù)字部分用MOS管的電路，模擬部分用雙極型（Bi）晶體管的電路，一片芯片里有兩種電路元件，能制造這種芯片的工藝就是BiMOS工藝。 無論是MOS管還是雙極型晶體管，在制造時(shí)都是我上次說的氧化、光刻、擴(kuò)散、離子注入、外延、蒸鋁，等工序。但是因?yàn)镸OS管是單極型晶體管，只有多子導(dǎo)電，所以擴(kuò)散摻雜時(shí)它的工藝參數(shù)與制作有多子、少子兩種載流子導(dǎo)電的雙極型晶體管時(shí)的摻雜工藝在工藝參數(shù)（比如擴(kuò)散爐的溫度、擴(kuò)散時(shí)間、擴(kuò)散源的濃度等等）是不一樣的。兩種管子的結(jié)構(gòu)也不一樣，氧化、光刻、擴(kuò)散、外延、蒸鋁的步驟也不一樣，所以，MOS工藝和BiMOS的工藝是不一樣的，不是同一條生產(chǎn)線能同時(shí)生產(chǎn)這兩種電路。 |
4樓2021-02-25 18:29:10
5樓2021-04-08 20:08:11
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