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计算器的集成电路介绍

发布于:2013-12-15  |   作者:http://www.zxjsq.net  |   已聚集:人围观
 计算器的集成电路介绍
 
    计算器使用的集成电路是半导体集成电路之一,由于它的集成度很高,习惯上又称作大规模集成电路。集成电路的面积虽然只有几毫米见方,但却是神通广大,其奥秘何在?下面就把集成电路的形成方法简单介绍如下。
    集成电路的主要材料是半导体硅,硅的表面很容易生成一层能起自我保护作用的二氧化硅层,这种二氧化硅不仅能起屏蔽外界环境污染的作用,更重要的是它对某些杂质的扩散有屏蔽的作用。然而自然形成的二氧化硅很薄而又稀松,对杂质的屏蔽作用不是很强,所以还筋要采用加高温的办法,热氧化一层坚固的二氧化硅。然后采用照相制版技术,在二氧化硅层上面涂上一层光致抗蚀剂,并筱盖上有一定图形的掩模版。在紫外光的照射下曝光、显影,这样,曦光部分具有抗蚀作用,未曝光部分就失去抗蚀作用。再将上述硅片置于氢氟酸中,曝光的区域就保留了二氧化硅膜,未曝光的区域就除去了二暇化硅膜。这一过程就是“光刻。,光刻就是在整个二氧化硅层上开些“窗口’,让杂质从这些窗口挤进硅中去。掺杂的标准方法是高温扩散法,即在1000-1200℃的特制高温炉中进行。例如在加热了的硅表面以燕汽状态的磷(Y族)或翩(111)原子向硅体内扩散。
    近年又发展了一种叫做“离子注入”的办法。在常温下让高能量的翻离子等打入硅体内,优点更多。杂质在半导体器件中确实占有重要的地位,掺了杂质的硅材料,才能形成有用的集成电路。因为纯净的半导体硅的电阻率相当高,约为21400欧姆。厘米,但若含有徽量的III, v族元素,例如百万分之一,硅的电阻率可以降至0。 4欧姆·厘米。另外,掺V族元素的硅以负电荷(电子)参与导电,称为N型硅。掺川族元素的硅以正电荷(空穴)参与导电,称为P型硅。两种类型的硅形成交接面,称为 PN结,这个PN结在半导体器件中扮演着重要的角色,一个PN结就是·个二极管,具有整流作用。两个挨得很近的PN结可形成一个晶体管,具有放大信号的作用,PN结还可以起到电容的作用,也可起到电绝缘〔隔离)的作用。因此,在半导体器件或集成电路的制作中,就是要制作许多多种多样的PN结。
    在集成电路中为了完成一个电路的功能,还要将隔离开的各元件根据需要以一定的方式连接起来,这叫“布线”。即在整个硅片表面上授盖一层二氧化硅,然后在需要连接的部位开出窗口("4“引线孔”),接着用真空蒸发的办法再扭盖一层铝膜,再用光刻把不筋要有连线的部位刻掉,一个完整的电路芯片才算完成了,再经过引出线的压焊、封装等工序,最后就形成一个实用的集成电路了。
 
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