Как делают микросхемы
Как делают микросхемы
Поскольку микросхема создается на поверхности пластины, технология ее изготовления называется планарной (от англ.“planar” – “плоский”). Ее основу составляет литография. Наз-вание “литография” происходит от греческих слов “литос” камень и “графо” – пишу, что дословно означает “писать на камне”. Литография в микроэлектронике – это действительно способ формирования заданного рисунка (рельефа) в слое полупроводника.
Изготовление, или “выращивание”, интегральной микросхемы включает в себя несколько основных этапов:
1. Подготовка подложки
Подложкой обычно является пластина кристалла кремния (Si) _ самого распространенного полупроводника на Земле. Обычно пластина имеет форму диска диаметром 200 мм и толщиной менее миллиметра. Получают ее разрезанием цилиндрического монокристалла.
Так как свойства полупроводникового кристалла сильно зависят от направления (вдоль или поперек кристалла), то перед тем как нарезать кристалл на пластины, его свойства измеряют
во всех направлениях и ориентируют нужным образом.
Для резки монокристаллов на пластины применяются диски с режущей кромкой, покрытой алмазной крошкой размером 40-60 микрон, поэтому после резки пластины получаются шерохо-ватыми, на них остаются царапины, трещины и другие дефекты, нарушающие однородность структуры приповерхностного слоя и его физико_химические свойства. Чтобы восстановить поверхностный слой, пластину тщательно шлифуют и полируют.
Все процессы по обработке полупроводниковых пластин проводятся в условиях вакуумной гигиены в специальных помещениях со сверхчистой атмосферой. В противном случае пыль может осесть на пластину и нарушить элементы и соединения микросхемы (гораздо меньшие по размерам, чем сама пыль). Очищенная кремниевая пластина подвергается так называемому
Таким образом на поверхности заготовки создается тончайший слой диоксида кремния SiO2. Регулируя время воздействия кислорода и температуру кремниевой подложки, можно легко сформировать слой оксида нужной толщины. Диоксидная пленка отличается очень высокой химической стойкостью, большой прочностью и обладает свойствами хорошего диэлектрика, что обеспечивает надежную изоляцию находящегося под ним кремния и защищает его от нежелательных воздействий в ходе дальнейшей обработки.
2. Нанесение фоторезиста
Если некоторые области кремния, лежащие под слоем оксида, необходимо подвергнуть обработке, то оксид надо предварительно удалить с соответствующих участков. Для этого на
диоксидную пленку наносится слой фоторезиста.
Рис 102 .Исходная полупроводниковая пластина с
проводимостью р_типа, покрытая слоями SiO2, и
фоторезиста: 1 _ слой фоторезиста, 2 _ слой SiO2,
3 _ полупроводниковая пластина
Фоторезист – это светочувствительный материал, который после облучения становится
растворимым в определенных химических веществах. Фотошаблон представляет собой пластинку, состоящую из прозрачных и непрозрачных участков, и играет роль трафарета.
3. Экспонирование
На следующем этапе-экспонировании-пластину с наложенным на нее фотошаблоном подвергают действию излучения. Фоторезист, расположенный под прозрачными участками
фотошаблона, засвечивается.
Рис 103. Облучение фоторезиста через фотошаблон:
1 _ засвеченный участок фоторезиста, 2 _ слой SiO2,
3 _ полупроводниковая пластина, 4 – фотошаблон
В результате засвеченный слой, чьи структура и химические свойства изменились под действием излучения, а также находящийся под ним слой диоксида кремния могут быть удалены с помощью химикатов (каждый слой-своим химикатом).
Чипсет — Википедия
Схематическое изображение традиционного чипсета материнской платы 
Чипсе́т (англ. chipset) — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора заданных функций.
Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате, выполняет функцию связующего компонента (моста), обеспечивающего взаимодействие центрального процессора (ЦП) c различными типами памяти, устройствами ввода-вывода, контроллерами и адаптерами ПУ, как непосредственно через себя (и имея некоторые из них в своём составе), так и через другие контроллеры и адаптеры, с помощью многоуровневой системы шин.[1] Так как ЦП, как правило, не может взаимодействовать с ними напрямую. Чипсет определяет функциональность системной платы. Он включает в себя интерфейс шины процессора и определяет в конечном счете тип и быстродействие используемого процессора. Определяет во многом тип, объём, быстродействие и вид поддерживаемой памяти, рабочие частоты различных шин, их разрядность и тип, поддержку плат расширения, их количество и тип, и т. д. Таким образом, этот набор микросхем относится к числу наиболее важных компонентов системы, во многом определяя её быстродействие, расширяемость, стабильность работы при различных настройках и условиях, модернизируемость, сферу применения и т. д. Являясь по сути основой платформы/системной платы,
В современном понимании этот термин появился в середине 1980-х. Первопроходцами стали разработчики компьютеров серии Amiga с чипсетом OCS (позже его сменил ECS и AGA). Немногим позже компания Chips & Technologies предложила чипсет CS8220 (основной чип 82C206) для IBM PC/AT-совместимых систем. Примерно тогда же появились компьютеры серии Atari ST, также созданные с использованием чипсета.
На развитие советской вычислительной техники, при существующих самобытных школах (Глушкова, Лебедева, Петрова, Ершова, Абрамова, Брусенцова, Каляева, Шура-Бура и др), существенное влияние оказали успешные разработки зарубежной микроэлектроники, в первую очередь американской. Специфика использования вычислительной техники в СССР и её разработки сыграли свою роль и в разработке отечественных «чипсетов» — ими стали так называемые «наборы микросхем» и «микропроцессорные комплекты». Учитывая состояние развития технологий на момент распада СССР и последующие события в стране, в настоящее время в России существует заметный перевес теоретических разработок над практическими.
Чипсет материнских плат современных компьютеров состоит из двух основных микросхем (иногда объединяемых в один чип, т. н. системный контроллер-концентратор (англ. System Controller Hub, SCH)):
- контроллер-концентратор памяти (англ. Memory Controller Hub, MCH[3][4]) или северный мост (англ. northbridge) — обеспечивает взаимодействие ЦП с памятью. Соединяется с ЦП высокоскоростной шиной (FSB, HyperTransport или QPI). В современных ЦП (например, Opteron, Itanium, Nehalem, UltraSPARC T1) контроллер памяти может быть интегрирован непосредственно в ЦП. В MCH некоторых чипсетов может интегрироваться графический процессор[5];
- контроллер-концентратор ввода-вывода (англ. I/O Controller Hub, ICH[6]) или южный мост (англ. southbridge) — обеспечивает взаимодействие между ЦП и жестким диском, картами PCI, низкоскоростными интерфейсами PCI Express, интерфейсами IDE, SATA, USB и пр.
Иногда в состав чипсета включают микросхему Super I/O, которая подключается к южному мосту по шине Low Pin Count и отвечает за низкоскоростные порты: RS232, LPT, PS/2.
Существуют и чипсеты, заметно отличающиеся от традиционной схемы. Например, у процессоров для разъёма LGA 1156 функциональность северного моста (соединение с видеокартой и памятью) полностью встроена в сам процессор, и следовательно, чипсет для LGA 1156 состоит из одного южного моста, соединенного с процессором через шину DMI[7].
Создание полноценной вычислительной системы для персонального и домашнего компьютера на базе, состоящей из столь малого количества микросхем (чипсет и микропроцессор) является следствием развития техпроцессов микроэлектроники развивающихся по закону Мура (см. историю вычислительной техники).
Чипсеты для современных x86-процессоров[править | править код]
В создании чипсетов, обеспечивающих поддержку новых процессоров, в первую очередь заинтересованы фирмы-производители процессоров. Поэтому ведущими производителями процессоров (Intel и AMD) выпускаются пробные наборы (так называемые англ. reference-чипсеты) специально для производителей материнских плат. После обкатки на таких чипсетах выпускаются новые серии материнских плат, и по мере продвижения на рынок лицензии (а учитывая глобализацию мировых производителей, кросс-лицензии) выдаются разным фирмам-производителям и, иногда, субподрядчикам производителей материнских плат.
Список основных производителей чипсетов для архитектуры x86:
- Intel: (см. Список чипсетов Intel)
- NVidia: (см. Список чипсетов NVidia )
- ATI/AMD: (см. Список чипсетов ATI, после покупки в 2006 году компании ATi корпорацией AMD, вошла в её состав как графическое подразделение AMD Graphics Products Group; также см. Список чипсетов AMD)
- VIA: (см. Список чипсетов VIA)
- SiS: (см. Чипсеты SiS)
Для систем, использующих процессоры ARM, также создавались и создаются чипсеты. И если первые образцы (такие как ARM2 для Acorn Archimedes в составе собственно процессора и чипов IOC, MEMC, VIDC, VIDC20 и более поздний ARM3) были в целом похожи на современные им чипсеты IBM PC, то современные (такие как Qualcomm Snapdragon и Texas Instruments DaVinci), из-за ориентированности на мобильные устройства, заметно отличаются как по структуре, так и по техническим особенностям.
| Обозначение | Функциональное назначение |
|---|---|
| А | Формирователи |
| АА | Формирователь адресных токов |
| АГ | Формирователь импульсов прямоугольной формы |
| АП | Прочий формирователь |
| АР | Формирователь разрядных токов |
| АФ | Формирователь импульсов специальной формы |
| Б | Схемы задержки |
| БМ | Пассивная задержка |
| БП | Прочая задержка |
| БР | Активная задержка |
| В | Схемы вычислительных средств |
| ВА | Схема сопряжения с магистралью |
| ВБ | Схема синхронизации |
| ВВ | Схема управления вводом-выводом (схемы интерфейса) |
| ВГ | Контроллеры |
| ВЕ | Микро-ЭВМ |
| ВЖ | Специализированная схема |
| ВИ | Схема замедления времени |
| ВК | Комбинированная схема |
| ВМ | Микропроцессор |
| ВН | Схема управления прерыванием |
| ВП | Прочее вычислительное средство |
| ВР | Функциональный расширитель (в том числе расширитель разрядности данных) |
| ВС | Микропроцессорная секция |
| ВТ | Схема управления памятью |
| ВУ | Схема микропрограммного управления |
| ВФ | Функциональный преобразователь информации |
| ВХ | Микрокалькулятор |
Г | Генераторы |
| ГС | Генератор гармонических сигналов |
| ГГ | Генератор прямоугольных сигналов |
| ГЛ | Генератор линейно изменяющихся сигналов |
| ГФ | Генератор сигналов специальной формы |
| ГМ | Генератор шума |
| ГП | Прочий генератор |
| Д | Детекторы |
| ДА | Амплитудный детектор |
| ДИ | Импульсный детектор |
| ДП | Прочий детектор |
| ДС | Частотный детектор |
| ДФ | Фазовый детектор |
| Е | Источники вторичного питания |
| ЕВ | Выпрямитель |
| ЕК | Импульсный стабилизатор напряжения |
| ЕМ | Преобразователь |
| ЕН | Линейный стабилизатор напряжения |
| ЕП | Прочий источник |
| ЕС | Система источников вторичного питания |
| ЕТ | Стабилизатор тока |
| ЕУ | Схема управления импульсным преобразователем |
| И | Цифровое устройство |
| ИА | Арифметическо-логическое устройство |
| ИВ | Шифратор |
| ИД | Дешифратор |
| ИЕ | Счетчик |
| ИК | Комбинированное цифровое устройство |
| ИЛ | Полусумматор |
| ИМ | Сумматор |
| ИП | Прочее цифровое устройство |
| ИР | Регистр |
| К | Коммутаторы и ключи |
| КН | Коммутатор напряжения |
| КП | Прочий коммутатор |
| КТ | Коммутатор тока |
| Л | Логические элементы |
| ЛА | Элемент И-НЕ |
| ЛБ | Элемент И-НЕ/ИЛИ-НЕ |
| ЛЕ | Элемент ИЛИ-НЕ |
| ЛИ | Элемент И |
| ЛК | Элемент И-ИЛИ-НЕ/И-ИЛИ |
| ЛЛ | Элемент ИЛИ |
| ЛМ | Элемент ИЛИ-НЕ/ИЛИ |
| ЛН | Элемент НЕ |
| ЛР | Элемент И-ИЛИ-НЕ |
| ЛС | Элемент И-ИЛИ |
| М | Модуляторы |
| МА | Амплитудный модулятор |
| МИ | Импульсный модулятор |
| МП | Прочий модулятор |
| МС | Частотный модулятор |
| МФ | Фазовый модулятор |
| Н | Наборы элементов |
| НД | Диодная сборка |
| НЕ | Конденсаторная сборка |
| НК | Комбинированная сборка |
| НП | Прочий набор элементов |
| НР | Резисторная сборка |
| НТ | Транзисторная сборка |
| НФ | Функциональная сборка (в том числе матрицы резисторов типа R-2R) |
| П | Преобразователи сигналов |
| ПА | Цифро-аналоговый преобразователь |
| ПВ | Аналого-цифровой преобразователь |
| ПД | Преобразователь длительности |
| ПЕ | Аналоговый умножитель частоты |
| ПК | Аналоговый делитель частоты |
| ПЛ | Синтезатор частот |
| ПМ | Преобразователь мощности |
| ПН | Преобразователь напряжения (тока) |
| ПП | Прочий преобразователь сигнала |
| ПР | Преобразователь код-код |
| ПС | Преобразователь частоты (в том числе перемножитель аналоговых сигналов) |
| ПУ | Преобразователь уровня (согласователь) |
| ПЦ | Цифровой делитель частоты |
| Р | Запоминающие устройства |
| РА | Ассоциативное запоминающее устройство |
| РВ | Матрица постоянных запоминающих устройств |
| РЕ | Постоянное запоминающее устройство (масочное) |
| РМ | Матрица оперативных запоминающих устройств |
| РП | Прочее запоминающее устройство |
| РР | Постоянное запоминающее устройство с возможностью многократного электрического перепрограммирования |
| РТ | Постоянное запоминающее устройство с возможностью однократного программирования |
| РУ | Оперативное запоминающее устройство |
| РФ | Постоянное запоминающее устройство с ультрафиолетовым стиранием и электрической записью информации |
| РЦ | Запоминающее устройство на ЦМД |
| С | Схемы сравнения |
| СА | Амплитудная схема сравнения |
| СВ | Временная схема сравнения |
| СК | Компаратор напряжения |
| СП | Прочая схема сравнения |
| СС | Частотная схема сравнения |
| Т | Триггеры |
| ТВ | Универсальный триггер (типа JK) |
| ТД | Динамический триггер |
| ТК | Комбинированный триггер (типов DT, RST т. п.) |
| ТЛ | Триггер Шмитта |
| ТМ | Триггер с задержкой (типа D) |
| ТП | Прочий триггер |
| ТР | Триггер с раздельным запуском (типа RS) |
| ТТ | Счетный триггер (типа T) |
| У | Усилители |
| УВ | Высокочастотный усилитель |
| УД | Операционный усилитель |
| УЕ | Повторитель |
| УИ | Усилитель импульсных сигналов |
| УК | Широкополосный усилитель (в том числе видеоусилитель) |
| УЛ | Усилитель считывания и воспроизведения |
| УМ | Усилитель индикации |
| УН | Низкочастотный усилитель |
| УП | Прочий усилитель |
| УР | Усилитель промежуточной частоты |
| УС | Дифференциальный усилитель |
| УТ | Усилитель постоянного тока |
| Ф | Фильтры |
| ФВ | Фильтр верхних частот |
| ФЕ | Полосовой фильтр |
| ФН | Фильтр нижних частот |
| ФП | Прочий фильтр |
| ФР | Режекторный фильтр |
| Х | Многофункциональные схемы |
| ХА | Аналоговая многофункциональная схема |
| ХК | Комбинированная многофункциональная схема |
| ХЛ | Цифровая многофункциональная схема |
| ХП | Прочая многофункциональная схема |
| Ц | Фоточувствительные схемы с зарядовой связью |
| ЦЛ | Линейная фоточувствительная схема |
| ЦМ | Матричная фоточувствительная схема |
| ЦП | Прочая фоточувствительная схема |
Микросхема Википедия
Интегра́льная (микро)схе́ма (ИС, ИМС, IC (англ.)), микросхе́ма, м/сх, чип (англ. chip «тонкая пластинка»: первоначально термин относился к пластинке кристалла микросхемы) — микроэлектронное устройство — электронная схема произвольной сложности (кристалл), изготовленная на полупроводниковой подложке (пластине или плёнке) и помещённая в неразборный корпус или без такового в случае вхождения в состав микросборки[1].
Бо́льшая часть микросхем изготавливается в корпусах для поверхностного монтажа.
Часто под интегральной схемой (ИС) понимают собственно кристалл или плёнку с электронной схемой, а под микросхемой (МС) — ИС, заключённую в корпус. В то же время выражение чип-компоненты означает «компоненты для поверхностного монтажа» (в отличие от компонентов для пайки в отверстия на плате).
История[ | ]
7 мая 1952 года британский радиотехник Джеффри Даммер (англ. Geoffrey Dummer) впервые выдвинул идею объединения множества стандартных электронных компонентов в монолитном кристалле полупроводника. Осуществление этих предложений в те годы не могло состояться из-за недостаточного развития технологий.
В конце 1958 года и в первой половине 1959 года в полупроводниковой промышленности состоялся прорыв. Три человека, представлявшие три частные американские корпорации, решили три фундаментальные проблемы, препятствовавшие созданию интегральных схем. Джек Килби из Texas Instruments запатентовал принцип объединения, создал первые несовершенные прототипы ИС и довёл их до серийного производства. Курт Леговец из Sprague Electric Company изобрёл способ
Ответы Mail.ru: Что такое микросхемы?
Микросхема — микроминиатюрное электронное устройство, все или часть элементов которого нераздельно связаны конструктивно и соединены между собой электрически. Различают 2 основных типа микросхем : полупроводниковые и плёночные. Полупроводниковые микросхемы изготавливают из особо чистых полупроводниковых материалов (обычно кремний, германий) , в которых перестраивают саму решётку кристаллов так, что отдельные области кристалла становятся элементами сложной схемы. Маленькая пластинка из кристаллического материала размерами ~1 мм2 превращается в сложнейший электронный прибор, эквивалентный радиотехническому блоку из 50-100 и более обычных деталей. Он способен усиливать или генерировать сигналы и выполнять многие другие радиотехнические функции. Полупроводниковые микросхемы развиваются в направлении всё большей концентрации элементов в одном и том же объёме полупроводникового кристалла, т. е. в направлении повышения степени интеграциимикросхемы Разработаны микросхемы, содержащие в одном кристалле сотни и тысячи элементов. В этом случае микросхемы превращается в большую интегральную систему (БИС) , которую невозможно разрабатывать и изготовлять без использования электронных вычислительных машин высокой производительности. Плёночные микросхемы создаются путём осаждения при низком давлении (порядка 1?10-5 мм рт. ст. ) различных материалов в виде тонких (толщиною < 1 мкм) или толстых (толщиной > 1 мкм) плёнок на нагретую до определённой температуры полированную подложку (обычно из керамики) . В качестве материалов применяют алюминий, золото, титан, нихром, окись тантала, моноокись кремния, титанат бария, окись олова и др. Для получения микросхемы с определёнными функциями создаются тонкоплёночные многослойные структуры осаждением на подложку через различные маски (трафареты) материалов с необходимыми свойствами. В таких структурах один из слоев содержит микрорезисторы, другой — микроконденсаторы, несколько следующих — соединительные проводники тока и другие элементы. Все элементы в слоях имеют между собой связи, характерные для конкретных радиотехнических устройств <img src=»//content.foto.my.mail.ru/mail/oks1227/_answers/i-1991.jpg» >
Чем микро-схема отличается от материнской платы, и что такое чип?
тем же, чем и колесо автомобиля от самого авто.. . Микросхема — универсальное определение класса полупроводниковых устройств. Представляет собой законченное, ориентированное на выполнение одной или нескольких функций. Разделяются на классы по методу изготовления — гибридные и интегральные. Материнская плата — устройство состоящее из микросхем, пассивных и активных элементов таких как резисторы, конденсаторы, дроссели, транзисторы и т. п. Применяется для построения компьютеров. Вещь не самодостаточная, так как требует установки процессора, видеоадаптера (в большинстве случаев) .
<a rel=»nofollow» href=»https://ru.wikipedia.org/wiki/Интегральная_схема» target=»_blank» >Микросхема=чип</a> <a rel=»nofollow» href=»https://ru.wikipedia.org/wiki/Материнская_плата» target=»_blank» >Материнская плата</a>
Чип и Дейл спешат на помощь.
Из материнской платы можно что-нибудь выпаять, а из микросхемы — нет.
Микросхема — это электронная схема на полупроводниковом кристалле или пленке, заключенная в корпус. Материнская плата это сложная многослойная печатная плата на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ и т. д.) . В коснтруктиве мат. платы как раз и лежат микросхемы. Чип — (англ. chip — букв. — обломок, осколок, кусочек) , фрагмент полупроводниковой или диэлектрической пластины, представляющий собой монокристалл прямоугольной формы — фактически микросхема
«Хочу Все Знать» начни с <a rel=»nofollow» href=»http://ru.wikipedia.org/wiki/Материнская_плата» target=»_blank» >материнки</a> кстати чипсет один из компонентов материнки это и есть набор микросхем
химически как кирпич и стекло, чип это кирпич поменьше
Микросхема это изделие которое изготавливается диффузией в монокристалл, как правило кремния, примесей, создающей PNP или NPN переходы. Один PN переход — это диод, два перехода это транзистор. множество таких элементов создают целую схему, расположенную на одном кристалле, тем самым минимизируя пространство на плате, при огромной элементной плотности. А материнская плата это скопище микросхем и навесных элементов, представляющих законченное изделие.
