集成電路被定義為包括不可分離和電互連的元件的電路，這使得出于商業(yè)和構造的原因不能將IC分離?？梢允褂枚喾N技術來構建這樣的電路。今天，我們所謂的IC，最初被稱為單片集成電路。據(jù)信，基爾比（Kilby）早在1958年就創(chuàng)建了第一個工作的集成電路，并因他的辛勤工作而獲得2000年諾貝爾物理學獎。本發(fā)明的第一個購買者是美國空軍。

什么是集成電路？

集成電路（IC），有時也稱為芯片或微芯片，是一種半導體晶圓，在其上制造了成千上萬的微型電阻器，電容器和晶體管。IC可以用作放大器，振蕩器，計時器，計數(shù)器，計算機存儲器或微處理器。不同的IC取決于其未來的應用，分為線性（模擬）或數(shù)字。基本思想是獲得一個完整的電路，其中包含許多組件以及它們之間的連接，并在一塊硅的表面上以微觀上的微小形式重建整個電路。這是一個非常聰明的主意，它使各種“微電子”小工具成為可能，從數(shù)字手表和袖珍計算器到帶有內置衛(wèi)星導航的登月火箭和武器。

集成電路是如何制成的？

我們如何為計算機構建內存或處理器芯片？一切都始于諸如硅之類的原始化合物元素，該元素經(jīng)過化學處理或摻雜以產生它，并且具有不同的電性能。

摻雜半導體

通常，人們一般將器件分為兩類：那些使電流很容易流過的設備（導體）和不允許電流通過的設備（絕緣體）。金屬構成了大多數(shù)導體，而塑料，木材和玻璃等非金屬則是絕緣體。實際上，遠不止于此，特別是在元素周期表中心（第14和15組）中定義元素時，尤其是硅和鍺。通常，如果我們在稱為摻雜的過程中向其插入少量雜質，則絕緣體就是準備表現(xiàn)得更像導體的元件。

集成電路設計

如果將銻摻雜到硅中，則向其提供的電子比通常導體的電子要少一些。以這種方式“摻雜”的硅稱為n型硅。當您添加硼而不是銻時，會帶走硅中的一些電子，留下作為“負電子”的“空穴”。接下來，以相反的方式傳輸正電流。這種類型的硅稱為p型。并排放置n型和p型硅區(qū)域以形成結，其中電子以非常有吸引力的方式起作用，這是我們以電子方式產生半導體器件（如二極管，晶體管和存儲器）的方式。

芯片廠內

集成電路的制造過程始于大的單晶硅，其形狀像一條長的實心管，然后將切成稱為晶圓的薄盤（約等于光盤的大?。?。晶圓在許多相同的正方形或矩形區(qū)域中進行了標記，每個區(qū)域將構成一個硅芯片（有時稱為微芯片）。然后，通過摻雜表面的不同區(qū)域以將它們轉變?yōu)閚型或p型硅，在每個芯片上生產成千上萬的設備。

摻雜是通過許多不同的過程完成的。在其中一種稱為濺射的方法中，摻雜材料的離子像從槍中發(fā)射出的子彈一樣向硅片發(fā)射。稱為氣相沉積的另一種過程涉及將摻雜材料作為氣體引入并使其濃縮，以使雜質原子在硅晶片的表面上產生薄膜。分子束外延是陳述的一種更準確的形式。

當然，將成千上萬，數(shù)百萬或數(shù)十億個設備封裝到指甲大小的硅芯片上的建筑集成電路比聽起來要難得多。想象一下，當您在微觀（或什至有時甚至是納米）尺度下工作時，可能由于一點臟物而引起的混亂。這就是為什么要在稱為潔凈室的一塵不染的實驗室環(huán)境中制備半導體的原因，在這種環(huán)境中，空氣被嚴格過濾，員工必須通過排空閘門進出各種防護服。

集成電路類型

包括以下類型的集成電路的不同類型

數(shù)字集成電路

這種IC具有兩個定義的級別：1和0，表示它們在二進制數(shù)學上工作，其中1表示接通，0表示斷開。這些IC包含數(shù)以百萬計的觸發(fā)器，邏輯門和其他所有部件，因此都用心地完成，它們都集成在單個芯片中。數(shù)字IC的示例包括微控制器和微處理器。

集成電路類型：

邏輯集成電路

內存芯片

接口IC（電平轉換器，串行器/解串器等）

電源管理IC

可編程設備

模擬集成電路

模擬集成電路的工作原理是解決連續(xù)信號，并且能夠執(zhí)行任務，諸如濾波，放大，解調和調制等傳感器，OP-AMP的基本上是模擬IC。

線性IC

射頻集成電路

混合信號

在單個芯片上使用數(shù)字和模擬IC時；最終的IC被稱為混合信號集成電路。

數(shù)據(jù)采集IC（包括A / D轉換器，D / A轉換器，數(shù)字電位計）

時鐘/定時IC

集成電路的用途

集成電路使用半導體材料（讀取芯片）作為襯底，并且經(jīng)常選擇硅。之后，將諸如二極管，晶體管和電阻器等電氣組件以最小化形式添加到該芯片中。電氣組件以能夠執(zhí)行多個任務和計算的方式連接在一起。在該組件中，硅被稱為晶圓。

集成電路的應用

IC的應用包括以下內容

雷達

手表

電視機

果汁機

個人電腦

視頻處理器

音頻放大器

存儲設備

邏輯設備

射頻編碼器和解碼器

在本文中，我們簡要討論了集成電路，包括什么是集成電路，如何制作集成電路等。在芯片廠內部，借助于摻雜半導體，已經(jīng)使用了兩種方法來構建集成電路。我們已經(jīng)處理了各種類型的集成電路，例如數(shù)字集成電路，模擬集成電路以及最終的混合信號示例。
責任編輯：tzh