集成电路的演变和芯片类型以及制造芯片

IC在当今世界无处不在，从小型计算器，手机到火箭发射系统。消费电子产品每天都在增长，IC是各种产品开发的主要原因之一，如手机，游戏机，如X-box，WII和游戏机，电视，数码相机等。因此，在本文中，让我们讨论一下这个惊人的发明，它们的演变以及IC的能力。

什么是集成电路？
集成电路是各种电子设备（如电阻器，电容器和晶体管）的关联（或）连接，这些电子设备蚀刻（或）制造成半导体材料，如硅或锗。它也被称为芯片或微芯片。IC可用作放大器、整流器、振荡器、计数器、定时器和存储器。有时IC连接到各种其他系统以执行复杂的功能。

集成电路的演变
在早期，计算机被设计成带有晶体管和真空管。在此期间，计算机体积庞大，功能有限。他们需要一个巨大的冷却系统，并且一次执行的操作非常有限。

1959年，两位不同的科学家发明了IC。德州仪器的杰克·基尔比（Jack Kilby）在1959年制造了他的第一个锗IC，同年罗伯特·诺伊斯（Robert Noyce）制造了他的第一个硅IC。

但IC从发明之日起就不一样了。它们已经进化了很长一段路，它们的进化方式如下所示。

SSI：SSI是小规模集成，每个芯片最多可以支持100个电子元件。

微星：MSI是中等规模的集成，每个芯片最多可以支持3000个电子元件。

大规模集成电路：LSI是大规模集成，可以在单个芯片中支持100,000个电子元件。

VLSI：VLSI是超大规模集成，可以在单个芯片中支持1,000,000个电子元件。

ULSI：超大规模集成可以在单个芯片中支持超过一百万个电子元件。

从芯片中的100个电子元件开始，IC可以支持当今超过100万个电子元件。这样的发明极大地有利于计算机的发展。所有算术、逻辑和存储器功能都可以通过放置在计算机上的单个芯片执行。

IC的类型
IC可分为两种类型

模拟或线性IC
数字集成电路
此外，某些IC可以作为模拟和数字功能的组合执行。

模拟或线性IC可以根据输入信号产生连续输出。从IC的名称中，我们可以推断出输出是输入信号的线性函数。运算放大器（运算放大器）是线性IC的一种类型，用于放大器，定时器和计数器，振荡器等。

与模拟IC 不同，数字IC从不发出连续的输出信号。相反，它仅在定义的状态下运行。数字IC主要用于微处理器和各种存储器应用。逻辑门是工作在0或1的数字IC的构建模块。

如何制作IC芯片？
芯片通常在称为FABS的工厂中制造。在制作芯片之前，必须遵守各种预防措施。我们知道芯片的尺寸非常小;因此，每个芯片的生产都涉及原子水平的精度。即使是非常小的颗粒，如灰尘，头发等，也有能力破坏芯片及其性能。因此，芯片制造过程应该在一个非常干净的房间内进行，并配有专门制造的家具和空气循环系统。工人被赋予一种特殊类型的套装，称为"兔子套装"，以防止在芯片制造过程中脱发和其他污染。

芯片制造是一个非常复杂的过程，因为它涉及非常高的精度水平。芯片制造过程中涉及以下步骤。

芯片制造过程的第一步是砂的熔化和精炼，以生产99.9%的纯硅锭。这个过程是在FABS的帮助下完成的。
然后使用SAW将锭切割成几个晶圆。它们被彻底清洁，并且可以从单个晶圆中制造多个芯片。
现在，在硅晶圆上，生长出一层非导电的二氧化硅层。然后使用称为光刻胶的光敏化学物质来覆盖氧化硅层。
为了硬化二氧化硅层，它受到紫外线辐射。层中未暴露的部分在热气体的帮助下被蚀刻掉。硅基和二氧化硅层进一步蚀刻到不同的深度。这种硬化光刻胶的过程称为光刻。光刻可以用不同的掩模继续任意次数，以获得更复杂的设计。
然后，使用光刻技术创建的光刻胶从芯片中剥离出来。芯片某些部件的导电性可以通过掺杂化学物质以及热量和压力来改变。
现在，为了在组件之间创建导电路径，芯片覆盖着一层薄薄的铝，并再次进行光刻和蚀刻工艺，以去除除薄导电通路之外的所有东西。
工艺完成后，对每个芯片进行测试以分析其性能。使用金刚石锯将好的芯片与晶圆分离，并处理未通过测试的不良芯片。

要清楚地了解芯片制造过程，您可以参考下图

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