導航:首頁 > 電器電路 > 集成電路的材料

集成電路的材料

發布時間:2021-02-06 22:05:38

A. 製造集成電路都需要使用半導體材料嗎

目前的集成電路都是用半導體材料製成的,最常用的是硅和鍺。但是在未來,很可能會出現顛覆性的材料,來製造集成電路,因為目前的半導體集成電路的工藝尺寸,幾乎已經達到了極限,不能再增大其集成度了。

集成電路是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然後封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體,使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。

B. 集成電路各元件介紹

雙極型集成電路

bipolar integrated circuit

以通常的NPN或PNP型雙極型晶體管為基礎的單片集成電路。它是1958年世界上最早製成的集成電路。雙極型集成電路主要以硅材料為襯底,在平面工藝基礎上採用埋層工藝和隔離技術,以雙極型晶體管為基礎元件。按功能可分為數字集成電路和模擬集成電路兩類。在數字集成電路的發展過程中,曾出現了多種不同類型的電路形式,典型的雙極型數字集成電路主要有晶體管-晶體管邏輯電路(TTL),發射極耦合邏輯電路(ECL),集成注入邏輯電路(I2L)。TTL電路形式發展較早,工藝比較成熟。ECL電路速度快,但功耗大。I2L電路速度較慢,但集成密度高。

同金屬-氧化物-半導體集成電路相比,雙極型集成電路速度快,廣泛地應用於模擬集成電路和數字集成電路。

在半導體內,多數載流子和少數載流子兩種極性的載流子(空穴和電子)都參與有源元件的導電,如通常的NPN或PNP雙極型晶體管。以這類晶體管為基礎的單片集成電路,稱為雙極型集成電路。
雙極型集成電路是最早製成集成化的電路,出現於1958年。雙極型集成電路主要以硅材料為襯底,在平面工藝基礎上採用埋層工藝和隔離技術,以雙極型晶體管為基礎元件。它包括數字集成電路和線性集成電路兩類。
發展簡況 雙極型集成電路是在硅平面晶體管的基礎上發展起來的,最早的是雙極型數字邏輯集成電路。在數字邏輯集成電路的發展過程中,曾出現過多種不同類型的電路形式。常見的雙極型集成電路可分類如下。

DCTL電路是第一種雙極型數字邏輯集成電路,因存在嚴重的「搶電流」問題(見電阻-晶體管邏輯電路)而不實用。RTL電路是第一種有實用價值的雙極型集成電路。早期的數字邏輯系統曾採用過 RTL電路,後因基極輸入迴路上有電阻存在,限制了開關速度。此外,RTL邏輯電路的抗干擾的性能較差,使用時負載又不能多,因而被淘汰。電阻-電容-晶體管邏輯電路(RCTL)是為了改善RTL電路的開關速度而提出來的,即在RTL電路的電阻上並接電容。實際上 RCTL電路也未得到發展。DTL電路是繼 RTL電路之後為提高邏輯電路抗干擾能力而提出來的。DTL電路在線路上採用了電平位移二極體,抗干擾能力可用電平位移二極體的個數來調節。常用的 DTL電路的電平位移二極體,是用兩個硅二極體串接而成,其抗干擾能力可提高到1.4伏左右(見二極體-晶體管邏輯電路)。HTL電路是在 DTL電路的基礎上派生出來的。HTL電路採用反接的齊納二極體代替DTL電路的電平位移二極體,使電路的閾值提高到約7.4伏左右(見高閾值邏輯電路)。可變閾值邏輯電路(VTL)也是DTL電路系列中的另一種變形電路。閾值邏輯電路(TLC)是 HTL和VTL邏輯電路的總稱。TTL邏輯電路是在DTL邏輯電路基礎上演變而來,於1962年研製成功。為了提高開關速度和降低電路功耗,TTL電路在線路結構上經歷了三代電路形式的改進(見晶體管-晶體管邏輯電路)。
以上均屬飽和型電路。在進一步探索提高飽和型電路開關速度的同時,發現晶體管多餘載流子的存儲效應是一個極重要的障礙。存儲現象實質上是電路在開關轉換過程中由多餘載流子所引起。要提高電路開關速度,除了減少晶體管PN結電容,或者設法縮短多餘載流子的壽命以外,就得減少和消除晶體管內載流子存儲現象。60年代末和70年代初,人們開始在集成電路中利用熟知的肖特基效應。在TTL電路上制備肖特基勢壘二極體,把它並接在原有晶體管的基極和集電極上,使晶體管開關時間縮短到1納秒左右;帶肖特基勢壘二極體箝位的TTL門電路的平均傳輸延遲時間達2~4納秒。
肖特基勢壘二極體-晶體管-晶體管邏輯電路(STTL)屬於第三代 TTL電路。它在線路上採用了肖特基勢壘二極體箝位方法,使晶體管處於臨界飽和狀態,從而消除和避免了載流子存儲效應。與此同時,在TTL電路與非門輸出級倒相器的基極引入晶體管分流器,可以改善與非門特性。三極體帶有肖特基勢壘二極體,可避免進入飽和區,具有高速性能;輸出管加上分流器,可保持輸出級倒相的抗飽和程度。這類雙極型集成電路,已不再屬於飽和型集成電路,而屬於另一類開關速度快得多的抗飽和型集成電路。
發射極耦合邏輯電路(ECL)是電流型邏輯電路(CML)。這是一種電流開關電路, 電路的晶體管工作在非飽和狀態,電路的開關速度比通常TTL電路又快幾倍。ECL邏輯電路把電路開關速度提高到 1納秒左右,大大超過 TTL和STTL電路。ECL電路的出現,使雙極型集成電路進入超高速電路范圍。
集成注入邏輯電路 (I2L)又稱合並晶體管邏輯電路(MTL),是70年代研製成的。在雙極型集成電路中,I2L電路的集成密度是最高的。
三層結構邏輯電路(3TL)是1976年中國在I2L電路的基礎上改進而成,因有三層結構而得名。3TL邏輯電路採用NPN管為電流源,輸出管採用金屬做集電極(PNM),不同於I2L結構。
多元邏輯電路(DYL)和雙層邏輯電路(DLL),是1978年中國研製成功的新型邏輯電路。DYL邏輯電路線性與或門,能同時實現開關邏輯和線性邏輯處理功能。DLL電路是通過ECL和TTL邏輯電路雙信息內部變換來實現電路邏輯功能的。
此外,在雙極型集成電路發展過程中,還有許多其他型式的電路。例如,發射極功能邏輯電路(EFL)、互補晶體管邏輯電路(CTL)、抗輻照互補恆流邏輯電路(C3L)、電流參差邏輯電路(CHL)、三態邏輯電路(TSL)和非閾值邏輯電路(NTL)等。
特點和原理 雙極型集成電路的製造工藝,是在平面工藝基礎上發展起來的。與製造單個雙極型晶體管的平面工藝相比,具有若干工藝上的特點。
①雙極型集成電路中各元件之間需要進行電隔離。集成電路的製造,先是把矽片劃分成一定數目的相互隔離的隔離區;然後在各隔離區內製作晶體管和電阻等元件。在常規工藝中大多採用PN結隔離,即用反向PN結達到元件之間相互絕緣的目的。除PN結隔離以外,有時也採用介質隔離或兩者混合隔離法(見隔離技術)。
②雙極型集成電路中需要增添隱埋層。通常,雙極型集成電路中晶體管的集電極,必須從底層向上引出連接點,因而增加了集電極串連電阻,這不利於電路性能。為了減小集電極串連電阻,製作晶體管時在集電極下邊先擴散一層隱埋層,為集電極提供電流低阻通道和減小集電極的串聯電阻。隱埋層,簡稱埋層,是隱埋在矽片體內的高摻雜低電阻區。埋層在製作集成電路之前預先「埋置」在晶片體內。其工藝過程是:在 P型矽片上,在預計製作集電極的正下方某一區域里先擴散一層高濃度施主雜質即N+區;而後在其上再外延生長一層N型硅單晶層。於是,N型外延層將N+區隱埋在下面,再在這一外延層上製作晶體管。
③雙極型集成電路通常採用擴散電阻。電路中按電阻阻值大小選擇制備電阻的工藝,大多數是利用晶體管基區P型擴散的同時,製作每方約 150~200歐·厘米的P型擴散電阻。但是,擴散電阻存在阻值誤差大、溫度系數高和有寄生效應等缺點。除採用擴散電阻外,有時也採用硅單晶體電阻。
④雙極型集成電路元件間需要互連線,通常為金屬鋁薄層互連線。單層互連布線時難以避免交叉的位置,必要時可採用濃磷擴散低阻區,簡稱磷橋連接法。
⑤雙極型集成電路存在寄生效應。雙極型集成電路的縱向NPN晶體管,比分立晶體管多一個P型襯底層和一個PN結。它是三結四層結構。增加的襯底層是所有元件的公共襯底,增加的一個PN結是隔離結(包括襯底結)。雙極型集成電路因是三結四層結構而會產生特有的寄生效應:無源寄生效應、擴散電阻的寄生電容和有源寄生效應。隔離電容是集電極N型區與隔離槽或襯底P型區形成的PN結產生的電容。隔離和襯底接最低電位,所以這個電容就是集電極對地的寄生電容。擴散電阻的寄生電容是擴散電阻P型區與集電極外延層N型區產生的PN結電容,也屬無源寄生效應。這一PN結電容總是處於反偏置工作狀態。有源寄生效應即 PNP寄生晶體管。在電路中,NPN晶體管的基區、集電區(外延層)和襯底構成PNP寄生晶體管。在通常情況下,因PN結隔離,外延層和襯底之間總是反向偏置。只有當電路工作時,NPN管的集電結正偏,寄生PNP管才進入有源區。
工藝制備 (見彩圖)是利用PN結隔離技術制備雙極型集成電路倒相器的工藝流程,圖中包括一個NPN晶體管和一個負載電阻R。原始材料是直徑為75~150毫米摻P型雜質的硅單晶棒,電阻率ρ=10歐·厘米左右。其工藝流程是:先經過切片、研磨和拋光等工藝(是矽片制備工藝)制備成厚度約300~500微米的圓形矽片作為襯底,然後進行外延生長、氧化、光刻、擴散、蒸發、壓焊和多次矽片清洗,最後進行表面鈍化和成品封裝。

製作雙極型集成電路晶元需要經過 5次氧化,對氧化硅 (SiO2)薄層進行5次光刻,刻蝕出供擴散摻雜用的圖形窗口。最後還經過兩次光刻,刻蝕出金屬鋁互連布線和鈍化後用於壓焊點的窗口。因此,整套雙極型集成電路掩模版共有 7塊。即使通常省去鈍化工藝,也需要進行6次光刻,需要6塊掩模版。

C. 請問集成電路使用的是什麼材料

以硅(硅晶圓)為主

D. 目前為止你所知的可以作為集成電路板製造生產的最優質最好的材料是哪種材料

目前的集成電路都是用半導體材料製成的,最常用的是硅和鍺。但是在未來,很可能會內出現顛覆容性的材料,來製造集成電路,因為目前的半導體集成電路的工藝尺寸,幾乎已經達到了極限,不能再增大其集成度了。
集成電路是一種微型電子器件或部件。採用一定的工藝,把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起,製作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上,然後封裝在一個管殼內,成為具有所需電路功能的微型結構;其中所有元件在結構上已組成一個整體,使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。

E. 集成電路封裝所用的材料有哪些

晶圓、引線框架、銀漿、焊接金線、塑封料環氧樹脂

F. 用於集成電路的材料是

目前集成電路采抄用的材料主要包括:襲
1、硅,這是目前最主要的集成電路材料,絕大部分的IC是採用這種材料製成;
2、鍺硅,目前最流行的化合物材料之一,GHz的混合信號電路很多採用這種材料;
3、GaAs,最廣泛採用的二代半導體,主要用於射頻領域,包括射頻控制器件和射頻功率器件;
4、SiC,InP,所謂的三代半導體,前者在射頻功率領域,後者在超高速數字領域,都屬於下一代半導體材料。

G. 集成電路的關鍵性材料是什麼國內有哪些公司在此材料領域

在學校的實驗室都是紙上談兵,給導師做苦力的。
我可以明確的告訴你,你目前根本就無法確定將來自己到底適合哪個方向,我是工作了3年後才確定做physical design的,和我一起參加工作的有的後來選擇了front end 或是測試。
建議你不要去讀交大的,教的一般,比較好的是東南和復旦的。
做為有8年工作經驗的過來人給你一下忠告:
1,雖然理論是基礎,但是工作後,你學的那些高深的理論用不上多少,還得從頭來。
2,集成電路設計的流程環節很多,一般說來,有系統級別設計,前端綜合設計,後端物理實現,晶元封裝,晶元驗證。其實還有很多,無法例舉。
3,你說的集成電路設計我理解的是數字電路設計吧?因為還有模擬電路設計。模擬電路設計要難的多(很累哦~)數字電路設計上手快,而且現在的eda工具很多做的也很完善。單數字電路設計的待遇不如模擬電路設計。
4,還有就是要選對公司,台資的不要去了,日資的待遇到是好,但是公司文化呆板,沒有活力。最好是歐美的公司。
5,畢業不要過分追逐待遇,有了2~3年經驗,確定自己適合做什麼再想這些事情。
6,如果你感覺工作後沒什麼壓力,每天過的很悠閑,我敢肯定你將來會後悔的。
7,加油吧,兄弟。
我是在上海工作的,有什麼問題可以留言給我。

H. 集成電路主要是由哪一種材料製成

二極體、所有的晶元、集成電路都屬於半導體.
故選C.

I. 集成電路的電路板是什麼材料做的我發現那個板的強度非常高

印製電路板基板材料基本分類表

分類 材質 名稱 代碼 特徵
剛性覆銅薄板 紙基板 酚醛樹脂覆銅箔板 FR-1 經濟性,阻燃
FR-2 高電性,阻燃(冷沖)
XXXPC 高電性(冷沖)
XPC經濟性 經濟性(冷沖)
環氧樹脂覆銅箔板 FR-3 高電性,阻燃
聚酯樹脂覆銅箔板
玻璃布基板 玻璃布-環氧樹脂覆銅箔板 FR-4
耐熱玻璃布-環氧樹脂覆銅箔板 FR-5 G11
玻璃布-聚醯亞胺樹脂覆銅箔板 GPY
玻璃布-聚四氟乙烯樹脂覆銅箔板
復合材料基板 環氧樹脂類 紙(芯)-玻璃布(面)-環氧樹脂覆銅箔板 CEM-1,CEM-2 (CEM-1阻燃);(CEM-2非阻燃)
玻璃氈(芯)-玻璃布(面)-環氧樹脂覆銅箔板 CEM3 阻燃
聚酯樹脂類 玻璃氈(芯)-玻璃布(面)-聚酯樹脂覆銅箔板
玻璃纖維(芯)-玻璃布(面)-聚酯樹脂覆銅板
特殊基板 金屬類基板 金屬芯型
金屬芯型
包覆金屬型
陶瓷類基板 氧化鋁基板
氮化鋁基板 AIN
碳化硅基板 SIC
低溫燒制基板
耐熱熱塑性基板 聚碸類樹脂
聚醚酮樹脂
撓性覆銅箔板 聚酯樹脂覆銅箔板
聚醯亞胺覆銅箔板

閱讀全文

與集成電路的材料相關的資料

熱點內容
凱里最大的家電批發市場在哪裡 瀏覽:726
南方水泵維修視頻 瀏覽:910
酷派上海售後維修網點 瀏覽:7
武漢方太油煙機維修電話 瀏覽:975
杭州惠普維修點查詢 瀏覽:559
三星電視塘沽維修中心 瀏覽:804
博世電錘26維修視頻 瀏覽:466
長樂市美的售後維修 瀏覽:842
飛亞達維修中心廣州 瀏覽:276
九陽豆漿機榆次維修點 瀏覽:64
網購iPhone能去售後維修 瀏覽:490
肆洋傢具 瀏覽:605
國家電網服務哪些省份 瀏覽:153
電路板的製作過程 瀏覽:321
傢具保養液怎麼擦 瀏覽:521
電路分析相量法 瀏覽:848
暗通電路 瀏覽:967
usb介面怎麼維修 瀏覽:974
什麼是等效電路圖 瀏覽:246
蘋果se第二代翻新機多少錢 瀏覽:497