回收电子产品价格表-光子集成电路是如何工作的_3

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集成电路,有时也称为芯片或微芯片,是一种半导体晶片,上面装有成千上万的微小电阻、电容和晶体管。集成电路可以充当放大器、振荡器、定时器、计数器、计算机存储器或微处理器。现代电子电路不像以前那样是由单个的、分离的元件组成的。取而代之的是,数以百万计的微型电路被嵌入到一片单独的复杂的硅片和其他被称为集成电路或微芯片的材料中。集成电路的制造始于一块直径几英寸的简单的圆形硅晶片。设计师绘制出电路每个部分中每个元件的精确位置图。然后,每个图表的一张照片被多次缩小,以产生一个微小的光刻掩模。硅晶片被一种叫做光致抗蚀剂的材料所覆盖,这种材料在紫外线照射下会发生化学变化。紫外线通过掩模照射到光刻胶上,在晶圆上产生与掩模上相同的图案。溶剂然后蚀刻离开部分的抵抗暴露,留下完整的其他部分。另一层材料—- 例如掺杂了一些杂质的硅—- 铺设在晶圆片的上面,用同样的技术蚀刻另一个图案。经过数百次这样的操作,最终形成了一个多层电路,晶圆片中产生了数以百万计的微型晶体管、电阻和导体。然后,晶圆沿着预应力线被分解成数百个相同的正方形或矩形芯片ーー即完成的集成电路。集成电路不过是一个非常先进的电路。电路是由不同的电子元件组成的,如晶体管、电阻、电容和二极管,它们以不同的方式相互连接。这些组件有不同的行为。晶体管起着开关的作用。它可以打开或关闭电流,也可以放大电流。例如在计算机中用它来存储信息,或在立体声放大器中用它来增强声音信号。电阻器限制了电流的流动,使我们能够控制允许通过的电流量。除其他外,电阻器还用来控制电视机或收音机的音量。这个电容器收集电能并在一次快速的爆发中释放出来,就像在照相机中,一个小电池可以提供足够的能量来点燃闪光灯。二极管在某些条件下停止电流,只有在这些条件发生变化时才允许其通过。例如,在光电池中,当光束被破坏时,触发二极管,使其停止电流流过。这些组件就像是电气结构工具中的积木。根据建造电路时各部件的组合方式,从防盗报警器到计算机微处理器,一切都可以组装起来。在上面提到的元件中,晶体管是现代计算机发展中最重要的元件。在发明晶体管之前,工程师必须使用真空管。就像晶体管一样,真空管可以开关电源,或者放大电流。那么为什么真空管被晶体管所取代呢?这里有几个原因。真空管看起来和行为非常像一个灯泡,它产生大量的热量,并有烧毁的趋势。此外,与晶体管相比,它速度慢,体积大,体积大。当工程师们试图用真空管构建复杂的电路时,他们很快意识到了其局限性。例如,第一台数字计算机 ENIAC 是一个巨大的怪物,重达30吨,耗电200千瓦。它有大约个真空管,这些真空管经常烧坏,使得它非常不可靠。当晶体管在1947年被发明时,它被认为是一场革命。小巧、快速、可靠、高效,它很快就取代了真空管。从真空管的局限中解放出来,工程师们终于可以开始实现他们梦想中的电子结构,或者他们可以吗?数字的暴政50年代的电气工程师们手中掌握着小巧有效的晶体管,他们看到了建造比以前更先进的电路的可能性。然而,随着电路的复杂性增加,问题开始出现。当建立一个电路,它是非常重要的,所有的连接是完整的。如果没有,电流在通过电路时就会停止,导致电路失灵。在集成电路出现之前,组装工人必须手工制作电路,将每个元件焊接到位,并用金属线连接。工程师们很快意识到,手动组装一台计算机所需的大量微小组件是不可能的,尤其是在没有产生一个错误连接的情况下。另一个问题是电路的大小。一个复杂的电路,就像一台计算机,依赖于速度。如果计算机的部件太大或者连接它们的电线太长,电信号在电路中传输的速度就不够快,从而使计算机太慢而不能工作。所以这里有一个数字的问题。先进的电路包含如此多的元件和连接,以至于实际上是不可能建造的。这个问题被称为数字暴政。
杰克 · 基尔比1958年夏天,德州仪器公司的杰克 · 基尔比找到了解决这个问题的办法。他刚刚被雇佣,并且已经开始着手一个建造小型电路的项目。然而,德州仪器公司为其微型化项目选择的道路似乎并不是基尔比的正确道路。因为他是新来的,基尔比没有像其他员工一样的假期。独自在实验室工作,他看到了一个机会,找到了自己的解决方案的微型化问题。基尔比的想法是用同一块半导体材料制造所有的元件和芯片。当其他工人休假回来时,基尔比向他的上司提出了他的新想法。他被允许建立他的电路的测试版本。1958年9月,他准备好了他的第一个集成电路。经过测试,效果非常好!尽管第一个集成电路相当粗糙,并且存在一些问题,但是这个想法是开创性的,它将所有的部件都从同一块材料中取出,并且加入所需的金属将它们连接起来,作为一个层在上面,这样就不再需要单独的分立元件了。没有更多的电线和部件必须手工组装。电路可以做得更小,生产过程可以自动化。杰克 · 基尔比最著名的可能是他发明的集成电路,他因此在2000年获得了诺贝尔物理学奖。在集成电路方面取得成功后,基尔比留在了德州仪器公司,并且,除了其他事情之外,他领导的团队发明了手持计算器。罗伯特 · 诺伊斯(Robert Noyce)图片来源: 英特尔博物馆档案罗伯特 · 诺伊斯(Robert Noyce)提出了自己关于集成电路的想法。他比杰克 · 基尔比晚了半年。诺伊斯的电路解决了基尔比电路的几个实际问题,主要是芯片上所有组件的互连问题。这是通过添加金属作为最后一层,然后删除其中一些,使电线需要连接的组成部分形成。这使得集成电路更适合大规模生产。除了是集成电路的早期先驱之一,罗伯特 · 诺伊斯还是英特尔的联合创始人之一。英特尔是世界上最大的集成电路制造商之一。今日芯片生产-在细节建立一个像计算机芯片一样的集成电路是一个非常复杂的过程。它分为两个主要部分,前端和后端。在前端,你制造电路的组件。在后端,您添加金属连接的组件,然后您测试和封装芯片。下面是步骤的简化描述。前端-构件
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1。就像盖房子一样,你需要一个建筑计划来建造一个芯片。芯片的结构图由计算机制作和测试。
2.根据施工图,制作了带有电路图案的掩模。7fbfdacace7af516b1
3.在精确监控的条件下,生长出纯硅晶体。电路制造要求使用具有极高完美等级的晶体。8458aa7564cbca6fe947fd0db
4.用金刚石锯把硅片锯成薄片。然后对晶圆进行多次抛光,直到晶圆表面具有完美的镜面光洁度。硅片上覆盖着一层绝缘的氧化硅。
6.在绝缘氧化硅上面覆盖一层保护材料覆盖膜。这种材料有点像普通照相机的胶卷,对光线很敏感。
7.紫外光通过掩膜照射到芯片上。在芯片被光照射的部分,保护材料分解。
8.晶圆片被冲洗、烘烤。显影过程去除暴露在阳光下的部分保护材料。7d7f907c4a8de6回收电子产品价格表回收电话{微信}:130-27973222592 cef56ba1b3a512
9.晶圆在一个叫做\”蚀刻\”的过程中被化学物质处理这移除了没有保护的绝缘材料,创造了一个由氧化硅保护区域包围的非保护硅晶片部件的图案。1cbab1ccfc
10.晶圆经过一个过程,改变了晶圆未受保护区域的电特性。这个过程被称为\”\”重复步骤5-10,一层一层地构建集成电路。还可以增加其他导电层或隔离层来制造元件。后端-加连接线

11。最后,当芯片的所有部件都准备就绪时,金属被加入以连接各部件,这个过程称为金属化。这样做的方式类似于组件的制作。首先在芯片上沉积一种像铜这样的导电金属。
12.在金属表面加上一层对紫外线敏感的光刻胶。
13.接下来,使用一个掩码来描述连接芯片组件的金属导线的理想布局。紫外光通过这个面具照射。光线照射到不受遮罩保护的光刻胶上。82bea9602ea83ba16c5962e36.在下一步中,用化学物质去除紫外线光照射下的抗蚀剂。
15.另一步蚀刻去除没有光致抗蚀剂保护的金属。
16.这样就留下了一个和面具上描述的一样的金属图案。现在,芯片有一层连接不同组件的导线。
17.今天,大多数集成电路需要不止一层导线。先进的电路可能需要多达五个不同的金属层来形成所有必要的连接。在上一张图片中,我们在我们的例子中添加了另一层金属。正如你所看到的,在两层金属之间放置了一层绝缘材料,以防止电线连接错误。当然,为了添加第二层,我们必须经过与添加第一层金属相同的步骤。
18.当最后一层连接金属线被加入时,硅晶片上的芯片会被测试,看看它们是否能够达到预期的效果。
19.晶圆片上的芯片用金刚石锯片分开,形成单独的集成电路。2da4e55f7a97ba66d5bbce8066e5f07
20.最后,每个芯片都被装进保护套中,接受另一系列的测试。芯片现在已经完成,准备运往世界各地的数字设备制造商。对不起,我的回答太长了。但是这是一个连一些电子专业毕业生都不知道的问题。信息已经被简回收电子产品价格表快速渠道变现。化到最大,以便即使是一个门外汉也能理解电子学的奇迹!

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我现在在电路设计领域的工作。

单片的意思是单块的石头。单片集成电路有主动元件和无源元件,以及集成在单晶/芯片上的互连。制造不同的器件涉及到许多工艺,这些器件在一个称为平面技术的平面上进行制造。有两种类型: 双极性 IC 和单极性 IC。双极性集成电路使用 BJT,单极性集成电路使用 FET。单片集成电路是首选的应用中,同一电子电路是要求过多。它们提供单位成本最低、可靠性强的产品。这些都有功耗限制,因此通常用于低功耗应用。它们用于线性和数字集成电路的应用。

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