Azərbaycan
Deutschland
Lietuva
Malta
ශ්රී ලංකාව
Türkmenistan
Türkiyə
Украина
Šiam straipsniui ar jo daliai reikia daugiau nuorodų į patikimus šaltinius Jūs galite padėti Vikipedijai įrašydami tinka
Integrinis grandynas
| Šiam straipsniui ar jo daliai reikia daugiau nuorodų į patikimus šaltinius. Jūs galite padėti Vikipedijai įrašydami tinkamas išnašas ar nuorodas į patikimus šaltinius. |
Integrinis grandynas (IG) – vientisu technologiniu procesu pagamintas užbaigtas funkcinis įtaisas, susidedantis bent iš keleto neišardomai sujungtų elementų ir hermetizuotas viename korpuse.
Bendros žinios
Elektroniniuose įrenginiuose IG yra pagrindinis vientisas nedalomas elementas toks, koks įprastinėje technikoje rezistorius, kondensatorius arba tranzistorius. IG susideda iš elementų ir komponentų.
IG elementu vadinama grandyno dalis, kuri atlieka puslaidininkio elemento (diodo, tranzistoriaus), kondensatoriaus ir t. t. funkciją ir konstruktyviai neatskiriama nuo IG.
IG komponentu vadinama ta grandyno dalis, kuri atlieka elektroninio elemento funkciją, bet iki montavimo yra savarankiškas gaminys.
Klasifikacija
IG klasifikuojamos pagal gamybos technologiją, integracijos laipsnį, funkcinę paskirtį ir aktyviųjų elementų tipą.
Puslaidininkiniuose IG visi elementai gaminami vieno puslaidininkio kristalo paviršiuje ir tūryje; kristalas yra korpuse.
Sluoksniniai IG yra sudaryti iš sluoksninių elementų ant dielektriko paviršiaus. Plonos plėvelės (iki 10-6m) yra gaunamos temovakuuminio nusodinimo ir katodinio purškimo būdu, o storos (daugiau kaip 10-6m) – arba įtrinant mišinį pro . Sluoksninės technologijos metodu gaminami pasyvieji mikroschemų elementai – rezistoriai, kondensatoriai ir ritės.
Hibridiniai IG yra sudaryti iš sluoksninių pasyviųjų elementų, nekorpusinių aktyviųjų elementų (diodų, tranzistorių) ir laidumo takelių bei aikštelių.
Priklausomai nuo elementų ir komponentų viename IG skaičiaus mikroschemos būna skirtingo integracijos laipsnio. IG sudėtingumas apibūdinamas jų integracijos laipsniu Ki, priklausančiu nuo elementų skaičiaus N mikroschemoje. Ki lygus artimiausiam sveikajam skaičiui, nemažesniam kaip lgN:
Mikroschemos, kurių N ≤ 10, vadinamos pirmo integracijos laipsnio mikroschemomis (Ki=1); N=11…100, – antrojo (Ki=2); N=101…1000 – trečiojo (Ki=3); N=1001…10000 – ketvirtojo (Ki=4); N=10001…100000 – penktojo (Ki=5). IMS, kurių Ki=4, vadinamos didelėmis (DIS), kurių Ki=5, – superdidelėmis (SDIS).
skirtos tolydiniams signalams perdirbti ir apdoroti, naudojamos analoginėje technikoje ir radioelektronikoje.
skirtos diskretiniams signalams (dvejetainėje sistemoje) perdirbti ir apdoroti, taikomos automatikoje, pramoninėje elektronikoje ir skaičiavimo technikoje.
IG gamybos pagrindiniai technologiniai procesai
Sugebėjimas gaminti naujausios technologijos grandynus nėra paplitęs. Pavyzdžiui, 2022 m. naujausius 7 ar net 3 nm litografijos procesorius galėjo gaminti tik trys firmos: Intel Amerikoje, TSMC Taivane ir Samsung Pietų Korėjoje. Net ir šis trejetas nėra visiškai nepriklausomas: Olandijoje esanti vienintelė gamina mašinas kurios kitiems gamintojams būtinos naujausių grandynų gamybai. Paprastesnius ir mažiau efektyvius (storesnio sluoksnio) grandynus gaminti sugeba daugiau gamintojų. Žymiausia Kinijos firma tuo metu atsiliko nuo lyderių „daugelį metų“ ir dar tik ketino greitai pasiekti 14 nm litografiją.. Šie nanometrai dabartiniu metu yra bendras apytikris įvertinimas kuris neatspindi jokio konkretaus fizinio objekto grandyne matmenų.
Šiuolaikinių IG gamybos technologijoje yra daug operacijų.
Oksidavimas
Silicio plokštelės oksidavimas vyksta (800–1200 °C) temperatūroje deguonies arba deguonies ir vandens garų mišinio aplinkoje. Ant plokštelės paviršiaus susidaro silicio dioksido SiO2. Ploni (0,03-0,1 μm storio)silicio dioksido sluoksniai naudojami kaip izoliacija po MOP tranzistorių užtūromis. Storesni (0,3-0,8 μm) naudojami plokštelės paviršiui apsaugoti nuo priemaišų difuzijos ar joninio legiravimo procese į paviršių išeinančioms izoliuoti, suformuotos mikroschemos paviršiui apsaugoti nuo aplinkos poveikio ir t. t.
Ėsdinimas
Tai medžiagos sluoksnių pašalinimas nuo kristalo paviršiaus cheminiu, elektrocheminiu, joniniu bei plazmocheminiu ėsdinimu. Cheminis ėsdinimas – tai plokštelės paviršiaus ardymas skystu tirpikliu. Nuėsdinamo sluoksnio storis priklauso nuo ėsdiklio koncentracijos, ėsdinimo temperatūros bei trukmės. Elektrocheminis ėsdinimas vyksta tik tirpikliu tekant srovei. Pašalinamo sluoksnio storis reguliuojamas tekančios tirpikliu srovės stiprumu ir trukme. Joninis ėsdinimas – tai plokštelės paviršiaus bombardavimas greitaisiais jonais vakuume. Plazmocheminiu ėsdinimu vadinamas procesas, kai paviršių bombarduojantys jonai ne tik jį ardo, bet ir sąveikauja su ėsdinama medžiaga.
Fotolitografija
Ji pagrįsta šviesai jautrių medžiagų savybe keisti atsparumą tirpikliams, paveikus šviesa. Fotolitografijos procese puslaidininkė plokštelė po oksidavimo padengiama (fotojautriu sluoksniu), ant jo uždedamas fotošablonas (stiklo plokštelė, iš apačios padengta metalo sluoksniu, kuriame reikiamose vietose išėsdintos angos). Taip paruošta plokštelė iš viršaus apšviečiama ultravioletiniais spinduliais(eksponuojama). Apšviestas fotorezistas tampa atsparus ėsdinantiems tirpikliams, o neapšviestas yra pašalinamas ryškinimo metu, ir tose vietose matyti dioksido plėvelė. Po to plėvelė veikiama tirpikliu, ėsdinančiu SiO2, bet neveikiančiu apšviesto fotorezisto. Nepadengtose fotorezisto vietose oksido plėvelė nuėsdinama, ir okside gaunami „langai“. Kitu tirpikliu pašalinamas fotorezistas, ir plokštelės paviršiuje lieka silicio oksido plėvelė, labai tiksliai pakartojanti fotošablono piešinį. Fotolitografijos būdu galima gauti piešinį, sudarytą iš 2 μm dydžio elementų. Norint sumažinti elementų matmenis ir padidinti montažo tankį, taikoma , kurioje vietoj šviesos leidžiamas elektronų srautas.
Difuzija
Priemaišų difuzija vyksta legiruojančiųjų priemaišų aplinkoje 800–1250 °C temperatūroje. Į fotolitografijos būdu paruoštos neapsaugotus SiO2 silicio plokštelės „langus“ įterpiamos donorinės ar akceptorinės priemaišos ir puslaidininkio plokštelės
Joninis legiravimas
Tai priemaišų įterpimas joniniu būdu. Specialiuose greitintuvuose priemaišų jonai įgreitinami – jų energija siekia 80-300 keV, ir tokiais greitaisiais jonais bombarduojama puslaidininkio plokštelė. Legiruotojo sluoksnio storis būna 0,1-0,4 μm. Joninis legiravimas taikomas labai ploniems sluoksniams sudaryti.
Epitaksija
Tai sluoksnio auginimas kito monokristalo paviršiuje, kontroliuojant elektronų laidumą. Epitaksinis sluoksnis auginamas virš įkaitintos iki 1250 °C plokštelės, leidžiant dujų ir mišinį, iš kurio plokštelės paviršiuje nusėda puslaidininkis (Si). Epitaksinis auginimas plačiai taikomas mikroschemų gamyboje, kai reikia daryti daugiau sluoksnių negu įmanoma difuzijos arba joninio legiravimo būdais. Priemaišų pasiskirstymas epitaksiniame sluoksnyje tolygus, kas mikroschemų gamyboje labai svarbu.
Metalizavimas
Metalizavimas – metalinių sluoksnių sudarymas plokštelės paviršiuje. Metalizuojant vakuuminio garinimo būdu formuojami jungimo takeliai, kontaktų aikštelės bei kondensatorių plokštelės. Metalas po gaubtu vakuume kaitinamas iki garavimo. Garai nusėda ant plokštelės, esančios po tuo pačiu gaubtu. Šis būdas taikomas puslaidininkiniuose, sluoksniniuose ir hibridiniuose grandynuose. Hibridiniuose ir sluoksniniuose grandynuose pagrindiniai elementai formuojami garinimo būdu.
Šaltiniai
- [Chinese Chipmakers Set to Achieve 14 nm Breakthrough in 2022 ccsinsight.com]
- China is pushing to develop its own chips — but the country can’t do without foreign tech. cnbc.com
- „TSMC's 7nm, 5nm, and 3nm "are just numbers… it doesn't matter what the number is"“. Pcgamesn.co. Nuoroda tikrinta 20 April 2020.
Autorius: www.NiNa.Az
Išleidimo data:
vikipedija, wiki, lietuvos, knyga, knygos, biblioteka, straipsnis, skaityti, atsisiųsti, nemokamai atsisiųsti, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, pictu, mobilusis, porn, telefonas, android, iOS, apple, mobile telefl, samsung, iPhone, xiomi, xiaomi, redmi, pornografija, honor, oppo, Nokia, Sonya, mi, pc, web, kompiuteris, Informacija apie Integrinis grandynas, Kas yra Integrinis grandynas? Ką reiškia Integrinis grandynas?
Siam straipsniui ar jo daliai reikia daugiau nuorodu į patikimus saltinius Jus galite padeti Vikipedijai įrasydami tinkamas isnasas ar nuorodas į patikimus saltinius Integrinis grandynas IG vientisu technologiniu procesu pagamintas uzbaigtas funkcinis įtaisas susidedantis bent is keleto neisardomai sujungtu elementu ir hermetizuotas viename korpuse Mikroschemos vaizdas1966 metu gamybos mikroschemaBendros ziniosElektroniniuose įrenginiuose IG yra pagrindinis vientisas nedalomas elementas toks koks įprastineje technikoje rezistorius kondensatorius arba tranzistorius IG susideda is elementu ir komponentu IG elementu vadinama grandyno dalis kuri atlieka puslaidininkio elemento diodo tranzistoriaus kondensatoriaus ir t t funkcija ir konstruktyviai neatskiriama nuo IG IG komponentu vadinama ta grandyno dalis kuri atlieka elektroninio elemento funkcija bet iki montavimo yra savarankiskas gaminys KlasifikacijaIG klasifikuojamos pagal gamybos technologija integracijos laipsnį funkcine paskirtį ir aktyviuju elementu tipa Puslaidininkiniuose IG visi elementai gaminami vieno puslaidininkio kristalo pavirsiuje ir turyje kristalas yra korpuse Sluoksniniai IG yra sudaryti is sluoksniniu elementu ant dielektriko pavirsiaus Plonos pleveles iki 10 6m yra gaunamos temovakuuminio nusodinimo ir katodinio purskimo budu o storos daugiau kaip 10 6m arba įtrinant misinį pro Sluoksnines technologijos metodu gaminami pasyvieji mikroschemu elementai rezistoriai kondensatoriai ir rites Hibridiniai IG yra sudaryti is sluoksniniu pasyviuju elementu nekorpusiniu aktyviuju elementu diodu tranzistoriu ir laidumo takeliu bei aiksteliu Priklausomai nuo elementu ir komponentu viename IG skaiciaus mikroschemos buna skirtingo integracijos laipsnio IG sudetingumas apibudinamas ju integracijos laipsniu Ki priklausanciu nuo elementu skaiciaus N mikroschemoje Ki lygus artimiausiam sveikajam skaiciui nemazesniam kaip lgN Ki lgN displaystyle K i lgN dd Mikroschemos kuriu N 10 vadinamos pirmo integracijos laipsnio mikroschemomis Ki 1 N 11 100 antrojo Ki 2 N 101 1000 treciojo Ki 3 N 1001 10000 ketvirtojo Ki 4 N 10001 100000 penktojo Ki 5 IMS kuriuKi 4 vadinamos didelemis DIS kuriuKi 5 superdidelemis SDIS skirtos tolydiniams signalams perdirbti ir apdoroti naudojamos analogineje technikoje ir radioelektronikoje skirtos diskretiniams signalams dvejetaineje sistemoje perdirbti ir apdoroti taikomos automatikoje pramonineje elektronikoje ir skaiciavimo technikoje IG gamybos pagrindiniai technologiniai procesaiSugebejimas gaminti naujausios technologijos grandynus nera paplites Pavyzdziui 2022 m naujausius 7 ar net 3 nm litografijos procesorius galejo gaminti tik trys firmos Intel Amerikoje TSMC Taivane ir Samsung Pietu Korejoje Net ir sis trejetas nera visiskai nepriklausomas Olandijoje esanti vienintele gamina masinas kurios kitiems gamintojams butinos naujausiu grandynu gamybai Paprastesnius ir maziau efektyvius storesnio sluoksnio grandynus gaminti sugeba daugiau gamintoju Zymiausia Kinijos firma tuo metu atsiliko nuo lyderiu daugelį metu ir dar tik ketino greitai pasiekti 14 nm litografija Sie nanometrai dabartiniu metu yra bendras apytikris įvertinimas kuris neatspindi jokio konkretaus fizinio objekto grandyne matmenu Siuolaikiniu IG gamybos technologijoje yra daug operaciju Oksidavimas Silicio ploksteles oksidavimas vyksta 800 1200 C temperaturoje deguonies arba deguonies ir vandens garu misinio aplinkoje Ant ploksteles pavirsiaus susidaro silicio dioksido SiO2 Ploni 0 03 0 1 mm storio silicio dioksido sluoksniai naudojami kaip izoliacija po MOP tranzistoriu uzturomis Storesni 0 3 0 8 mm naudojami ploksteles pavirsiui apsaugoti nuo priemaisu difuzijos ar joninio legiravimo procese į pavirsiu iseinancioms izoliuoti suformuotos mikroschemos pavirsiui apsaugoti nuo aplinkos poveikio ir t t Ėsdinimas Tai medziagos sluoksniu pasalinimas nuo kristalo pavirsiaus cheminiu elektrocheminiu joniniu bei plazmocheminiu esdinimu Cheminis esdinimas tai ploksteles pavirsiaus ardymas skystu tirpikliu Nuesdinamo sluoksnio storis priklauso nuo esdiklio koncentracijos esdinimo temperaturos bei trukmes Elektrocheminis esdinimas vyksta tik tirpikliu tekant srovei Pasalinamo sluoksnio storis reguliuojamas tekancios tirpikliu sroves stiprumu ir trukme Joninis esdinimas tai ploksteles pavirsiaus bombardavimas greitaisiais jonais vakuume Plazmocheminiu esdinimu vadinamas procesas kai pavirsiu bombarduojantys jonai ne tik jį ardo bet ir saveikauja su esdinama medziaga Fotolitografija Fotolitografiniu budu gaminamas 4 8 GHz daznio mikroprocesorius Ji pagrįsta sviesai jautriu medziagu savybe keisti atsparuma tirpikliams paveikus sviesa Fotolitografijos procese puslaidininke plokstele po oksidavimo padengiama fotojautriu sluoksniu ant jo uzdedamas fotosablonas stiklo plokstele is apacios padengta metalo sluoksniu kuriame reikiamose vietose isesdintos angos Taip paruosta plokstele is virsaus apsvieciama ultravioletiniais spinduliais eksponuojama Apsviestas fotorezistas tampa atsparus esdinantiems tirpikliams o neapsviestas yra pasalinamas ryskinimo metu ir tose vietose matyti dioksido plevele Po to plevele veikiama tirpikliu esdinanciu SiO2 bet neveikianciu apsviesto fotorezisto Nepadengtose fotorezisto vietose oksido plevele nuesdinama ir okside gaunami langai Kitu tirpikliu pasalinamas fotorezistas ir ploksteles pavirsiuje lieka silicio oksido plevele labai tiksliai pakartojanti fotosablono piesinį Fotolitografijos budu galima gauti piesinį sudaryta is 2 mm dydzio elementu Norint sumazinti elementu matmenis ir padidinti montazo tankį taikoma kurioje vietoj sviesos leidziamas elektronu srautas Difuzija Priemaisu difuzija vyksta legiruojanciuju priemaisu aplinkoje 800 1250 C temperaturoje Į fotolitografijos budu paruostos neapsaugotus SiO2 silicio ploksteles langus įterpiamos donorines ar akceptorines priemaisos ir puslaidininkio ploksteles Joninis legiravimas Tai priemaisu įterpimas joniniu budu Specialiuose greitintuvuose priemaisu jonai įgreitinami ju energija siekia 80 300 keV ir tokiais greitaisiais jonais bombarduojama puslaidininkio plokstele Legiruotojo sluoksnio storis buna 0 1 0 4 mm Joninis legiravimas taikomas labai ploniems sluoksniams sudaryti Epitaksija Tai sluoksnio auginimas kito monokristalo pavirsiuje kontroliuojant elektronu laiduma Epitaksinis sluoksnis auginamas virs įkaitintos iki 1250 C ploksteles leidziant duju ir misinį is kurio ploksteles pavirsiuje nuseda puslaidininkis Si Epitaksinis auginimas placiai taikomas mikroschemu gamyboje kai reikia daryti daugiau sluoksniu negu įmanoma difuzijos arba joninio legiravimo budais Priemaisu pasiskirstymas epitaksiniame sluoksnyje tolygus kas mikroschemu gamyboje labai svarbu Metalizavimas Metalizavimas metaliniu sluoksniu sudarymas ploksteles pavirsiuje Metalizuojant vakuuminio garinimo budu formuojami jungimo takeliai kontaktu aiksteles bei kondensatoriu ploksteles Metalas po gaubtu vakuume kaitinamas iki garavimo Garai nuseda ant ploksteles esancios po tuo paciu gaubtu Sis budas taikomas puslaidininkiniuose sluoksniniuose ir hibridiniuose grandynuose Hibridiniuose ir sluoksniniuose grandynuose pagrindiniai elementai formuojami garinimo budu Saltiniai Chinese Chipmakers Set to Achieve 14 nm Breakthrough in 2022 ccsinsight com China is pushing to develop its own chips but the country can t do without foreign tech cnbc com TSMC s 7nm 5nm and 3nm are just numbers it doesn t matter what the number is Pcgamesn co Nuoroda tikrinta 20 April 2020