?ip pod mikroskopom
Integrirano vezje
(tudi
?ip
) je mikrovezje, sestavljeno iz mno?ice elektronskih elementov, ki so na skupnem
substratu
iz
polprevodni?kega
materiala med seboj povezani v
elektri?no vezje
. Vezje vsebuje poleg aktivnih (tranzistor, dioda,...) tudi pasivne elemente (upor,kondenzator...).
Integrirano vezje se po izdelavi vgradi v ohi?je tej celoti pa pravimo ?ip. Beseda ?ip izhaja iz ameri?kega ra?unalni?kega
slenga
in pomeni silicijevo rezino.
Izdelava integriranih vezij je postala mogo?a ko so pri?li do odkritja, da lahko polprevodniki opravljajo enako nalogo kot vakumske cevi. Prednost polprevodni?kih materialov od vakuumskih cevi je predvsem njihova majhnost in relativno enostavna izdelava v velikem ?tevilu.
Na integrirano vezje vplivata dva zelo pomembna dejavnika. To sta cena in u?inkovitost. Cena je glede na koli?ino izdelanih vezij izredno nizka saj je mo?no v relativno kratkem ?asu izdelati veliko koli?ino IV (
I
ntegrirano
V
ezje). Najdra?ji je razvoj IV vendar se stro?ki razvoja porazdelijo na veliko koli?ino izdelanih IV. Drug pomemben dejavnik je u?inkovitost, ki se z razvojem tehnologije pove?uje. Tako postajajo tranzistorji vedno hitrej?i njihova poraba se zmanj?uje samo vezje pa postaja vedno manj?e. O tem govori
Moorov zakon
, ki pravi, da se vsaki dve leti ?tevilo tranzistorjev v IV podvoji.
Med najbolj napredna integrirana vezja spadajo
mikroprocesorji
, ki jih danes najdemo v ra?unalnika pa vse do mikrovalovne pe?ice.
Vrste integriranih vezij
[
uredi
|
uredi kodo
]
- Monolitna integrirana vezja
- Tankoplastna integrirana vezja
- Debeloplastna integrirana vezja
- Hibridna integrirana vezja
Delitev integriranih vezij
[
uredi
|
uredi kodo
]
Pri monolitnih integriranih vezjih se uporablja polprevodni?ki substrat na osnovi Si(
silicij
) in GaAs. Pri tankoplastnih in debeloplastnih vezjih pa se uporablja pasivni substrat na osnovi
stekla
in
keramike
.
Glede na obliko tranzistorjev
[
uredi
|
uredi kodo
]
- bipolarna integrirana vezja z bipolarnimi
tranzistorji
,
upori
in
kondenzatorji
- MOS integrirana vezja z MOS FET tranzistorji in kondenzatorji
- Bi/MOS kombinirana integrirana vezja z bipolarnimi in MOS FET tranzistorji, upori in kondenzatorji
Glede na delovanje vezja
[
uredi
|
uredi kodo
]
- digitalna IV
- analogna IV
- vezja za me?ane signale
Glede na ?tevilo elementov
[
uredi
|
uredi kodo
]
- majhna integrirana vezja: do 100 elementov
- srednje velika vezja: do 1000 elementov
- velika vezja: do 10.000 elementov
- zelo velika vezja: 1.000.000 ali ve? elementov
Je postopek s katerim Si rezino za??itimo pred zunanjimi v vplivi. Postopek oksidacije poteka v
pe?i
ob prisotnosti
kisika
. Poznamo dva postopka oksidacije:
- suha oksidacija kjer je prisoten samo kisik
- vla?na oksidacija kjer je poleg kisika prisotna tudi
vodna para
Najpogosteje se uporablja kombinacija obeh. Pri sami oksidaciji se kisik ve?e s silicijem in tako nastane
silicijev oksid
. Nastane plast ki za??iti rezino. Na za?etku je oksidacija hitra nato pa vedno bolj po?asnej?a saj morajo
atomi
kisika prepotovati ?e nastalo oksidno plast.
Postopek poteka v pe?i pri visoki temperaturi. Je postopek s katerim v kristalno strukturo Si vstavimo ionizirane atome donerskih in akceptorskih primesi. Lo?imo dva postopka:
- difuzija ob konstantnem pritoku primesi
- difuzija pri omejenem viru primesi
Atome primesi prinese v pe? nosilni plin
du?ik
. Ta najde primesi v teko?i skozi katero potuje(POCl
3
, BBr
3
).
Ionska implantacija je postopek, ki v veliki meri nadome??a difuzijo primesi. V tem postopku
ione
primesi v
elektri?nem polju
pospe?imo in jih tako implantiramo v kristalno strukturo Si.
Metalizacija je naparevanje Al (
aluminij
) na Si rezino. Al je enakomerno naparjen po celotni povr?ini rezine zato je porebno odve?ni Al odstraniti s fotolitografskim postopkom. Zadnji postopek metalizacije je sitranje, ta omogo?a zlitje Al in Si. Na ta na?in zmanj?amo kontaktno
upornost
.
Uporabljamo jo za oblikovanje oksidne maske za postopek difuzije primesi ali za oblikovanje kontaktov in povezav po metalizaciji.
Oksidirano plo??o prevle?emo s
fotoimulzijo
. To nato osvetlimo preko steklene maske in jo fotografsko razvijemo. Osvetljena podro?ja ostanejo neosvetljena pa odstranimo. Za osvetljevanje se je v?asih uporabljala
UV
svetloba, ker pa je tehnologija napredovala in je postajala vedno manj?a je valovna dol?ina te svetlobe postale predolga zato se zdaj uporablja
X ?arke
, ki imajo kraj?o valovno dol?ino. Tako dobimo za??itene in neza??itene dele oksidne plasti. Dele, ki niso za?titeni nato odjedkamo s
fluorovodikovo kislino
, tako dobimo podro?je na katerem lahko uporabimo difuzijo primesi ali ionsko implantacijo.
Postopek poteka v pe?i kjer je prisoten plin tetraklorid (SiCl
4
) ali silan (SiH
4
). Pri tem se iz plina izlo?a Si in se vgrajuje v monokristalno mre?o nastajajo?e Si plasti. Ta lahko raste le na podlagi iz monokristalnega Si.
Depozicia polikristalnega silicija na SiO
2
[
uredi
|
uredi kodo
]
Je postopek s katerim nadomestimo kovinsko elektrodo s silicijevo. Saj ima ta nekatere fizikalne lastnosti bolj?e od kovinske elektrode.
Elementi integriranih vezij
[
uredi
|
uredi kodo
]
- MOS tranzitor
- bipolarni tranzistor
- Schottky-jevi elementi
- spojni FET
- dioda
- upor
- kondenzator