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小规模集成电路芯片制造工艺流程

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发表于 2021-3-7 21:30:19 | 显示全部楼层 |阅读模式

对于普通小规模的集成电路是使用最多的一种集成芯片,试想我们家里所用的很多家用小电器里面都使用了小规模集成电路芯片,比如洗衣机里的电路板、空调里的电路板、养生壶中的电路板以及豆浆机中的电路板都能见到小规模的集成芯片,这种芯片一般集成的晶体管数量在100只以上,向我们在数字电路中学的各种逻辑芯片一般都是小规模的集成芯片的,比如与门、或门、非门以及各种触发器等都列为这一类。对与小规模的集成电路它的集成度小,它不像大规模集成电路那样需要高精端的设备,比如像光刻机等这样昂贵发机器设备,它的制作过程有很多类似之处,今天我们来聊聊小规模集成芯片制作的方法。

芯片制造的主要过程

我们知道只要是集成芯片在制作过程中都有它们的共同之处,比如制作的主要步骤有硅单晶的制作,硅晶片的制作、氧化膜的制作、薄膜的淀积、光刻或蚀刻、掺杂、分片、接合以及最后的封装等步骤,单晶硅主要是从常见的沙子里提取的,首先它以硅锭的形式出现,这个硅锭就是我们所说的单晶硅,然后把它进行切割成片状,切割成很多的硅晶片。硅晶片切割完成后就需要根据制造的芯片的规模大小和功能进行各种处理方法了,在对硅晶片处理上一般会用到氧化膜的形成法、薄膜的淀积法、光刻法、蚀刻法、掺杂法等,因此在硅晶片上进行不同工艺方法的加工,取决于芯片集成度的高低,对于小规模的集成电路,由于集成的晶体管的数量有限,有的步骤是可以省去的,比如光刻技术等。可以用其它制作工艺来替代,比如用刻蚀法就可以了,如果制作超大规模集成芯片的话,为了在单位面积上集成更多的晶体管,就需要更为先进的光刻技术了,这时候就需要光刻机了。

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经过对硅晶片进行一系列处理后,处理的工序可能是重复几十遍到上百遍,处理完成后就要对硅晶片进行分片了,因为在一个硅晶片上需要制作出许多相同的图案电路,这样每一个相同的电路就是一个“芯片”,我们这一步就是把这些相同的芯片从硅晶片上切割下来,切割完一片片芯片后就需要把这些芯片封装在外壳之中了,在封装之前我们还需要把芯片表面的电极与露在封装外面的引脚相连接起来,这个过程叫“接合”。这一步完成之后,剩下的就是封装工序了,封装就是把制作好的芯片放在外壳之中,这个外壳的形式有很多种,有矩形的外壳、也有正方形的,或者圆形的,这样以来一个芯片就造出来了。

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由此可见小规模集成电路由于集成度不高,芯片的功能单一,制作成本低。因此在制作时用不到昂贵的光刻机。


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