Litar bersepadu. Sejarah ciptaan dan pengeluaran

Perpustakaan teknikal percuma

SEJARAH TEKNOLOGI, TEKNOLOGI, OBJEK DI SEKITAR KITA
Perpustakaan percuma / Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Litar bersepadu. Sejarah ciptaan dan pengeluaran

Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Buku Panduan / Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita

Komen artikel

Litar bersepadu (mikro) (IC, IC, m / s, litar bersepadu Inggeris, IC, litar mikro), cip, mikrocip (cip mikro Inggeris, cip silikon, cip - plat nipis - istilah asalnya dirujuk kepada plat kristal litar mikro) - peranti mikroelektronik - litar elektronik kerumitan sewenang-wenangnya (kristal), dibuat pada substrat semikonduktor (plat atau filem) dan diletakkan dalam kes yang tidak boleh dipisahkan, atau tanpanya, jika disertakan dalam pemasangan mikro.

litar bersepadu

Mikroelektronik adalah yang paling penting dan, seperti yang dipercayai ramai, pencapaian sains dan teknologi yang paling penting pada zaman kita. Ia boleh dibandingkan dengan titik perubahan dalam sejarah teknologi seperti penciptaan percetakan pada abad ke-XNUMX, penciptaan enjin stim pada abad ke-XNUMX, dan pembangunan kejuruteraan elektrik pada abad ke-XNUMX. Dan apabila hari ini ia datang kepada revolusi saintifik dan teknologi, ia adalah mikroelektronik terutamanya yang dimaksudkan. Tidak seperti pencapaian teknikal yang lain pada zaman kita, ia merangkumi semua bidang kehidupan dan menjadikan realiti apa yang mustahil untuk dibayangkan semalam. Untuk meyakinkan perkara ini, sudah cukup untuk memikirkan kalkulator poket, radio kecil, kawalan elektronik dalam perkakas rumah, jam, komputer dan komputer boleh atur cara. Dan ini hanya sebahagian kecil daripada skopnya!

Mikroelektronik berhutang asal dan kewujudannya kepada penciptaan elemen elektronik kecil kecil yang baharu - litar mikro bersepadu. Kemunculan litar ini, sebenarnya, bukanlah sejenis ciptaan yang pada asasnya baru - ia secara langsung mengikut logik pembangunan peranti semikonduktor. Pada mulanya, apabila elemen semikonduktor baru memasuki kehidupan, setiap transistor, perintang atau diod digunakan secara berasingan, iaitu, ia disertakan dalam kes individunya sendiri dan dimasukkan ke dalam litar menggunakan kenalan individunya. Ini dilakukan walaupun dalam kes-kes apabila perlu untuk memasang banyak litar serupa daripada elemen yang sama.

Secara beransur-ansur, pemahaman datang bahawa adalah lebih rasional untuk tidak memasang peranti sedemikian daripada unsur-unsur yang berasingan, tetapi untuk segera mengeluarkannya pada satu cip biasa, terutamanya kerana elektronik semikonduktor mencipta semua prasyarat untuk ini. Malah, semua elemen semikonduktor adalah sangat serupa dalam strukturnya antara satu sama lain, mempunyai prinsip operasi yang sama dan hanya berbeza dalam susunan bersama kawasan pn.

Kawasan pn ini, seperti yang kita ingat, dicipta dengan memasukkan bendasing daripada jenis yang sama ke dalam lapisan permukaan kristal semikonduktor. Selain itu, boleh dipercayai dan dari semua sudut pandangan, operasi yang memuaskan sebahagian besar elemen semikonduktor disediakan dengan ketebalan lapisan kerja permukaan seperseribu milimeter. Transistor terkecil biasanya hanya menggunakan lapisan atas kristal semikonduktor, iaitu hanya 1% daripada ketebalannya. Baki 99% bertindak sebagai pembawa atau substrat, kerana tanpa substrat, transistor hanya boleh runtuh pada sentuhan yang sedikit. Oleh itu, dengan menggunakan teknologi yang digunakan untuk mengeluarkan komponen elektronik individu, adalah mungkin untuk mencipta litar lengkap dari beberapa puluh, ratusan dan bahkan ribuan komponen sedemikian pada satu cip dengan segera.

Faedah daripada ini akan menjadi besar. Pertama, kos akan berkurangan serta-merta (kos litar mikro biasanya beratus kali lebih rendah daripada jumlah kos semua elemen elektronik komponennya). Kedua, peranti sedemikian akan menjadi lebih dipercayai (seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman, beribu-ribu dan berpuluh-puluh ribu kali), dan ini sangat penting, kerana penyelesaian masalah dalam litar berpuluh atau ratusan ribu komponen elektronik menjadi masalah yang sangat sukar. . Ketiga, disebabkan fakta bahawa semua elemen elektronik litar bersepadu beratus-ratus dan beribu-ribu kali lebih kecil daripada rakan sejawatannya dalam litar gabungan konvensional, penggunaan kuasanya jauh lebih rendah, dan kelajuannya jauh lebih tinggi.

Peristiwa utama yang menandakan ketibaan penyepaduan dalam elektronik ialah cadangan jurutera Amerika J. Kilby dari Texas Instruments untuk mendapatkan elemen setara untuk keseluruhan litar, seperti daftar, kapasitor, transistor dan diod dalam sekeping silikon tulen monolitik. Kilby mencipta litar semikonduktor bersepadu pertama pada musim panas 1958. Dan sudah pada tahun 1961, Fairchild Semiconductor Corporation menghasilkan litar mikro bersiri pertama untuk komputer: litar kebetulan, daftar separuh anjakan dan flip-flop. Pada tahun yang sama, pengeluaran litar logik bersepadu semikonduktor dikuasai oleh Texas.

Pada tahun berikutnya, litar bersepadu dari firma lain muncul. Dalam masa yang singkat, pelbagai jenis penguat telah dicipta dalam reka bentuk bersepadu. Pada tahun 1962, RCA membangunkan litar bersepadu susunan memori untuk peranti storan komputer. Secara beransur-ansur, pengeluaran litar mikro ditubuhkan di semua negara - era mikroelektronik bermula.

Bahan permulaan untuk litar bersepadu biasanya wafer silikon mentah. Ia mempunyai saiz yang agak besar, kerana beberapa ratus jenis litar mikro yang sama dihasilkan secara serentak di atasnya. Operasi pertama ialah di bawah pengaruh oksigen pada suhu 1000 darjah, lapisan silikon dioksida terbentuk pada permukaan plat ini. Silikon oksida dicirikan oleh rintangan kimia dan mekanikal yang tinggi dan mempunyai sifat dielektrik yang sangat baik, memberikan penebat yang boleh dipercayai kepada silikon yang terletak di bawahnya.

Langkah seterusnya ialah pengenalan bendasing untuk mencipta zon pengaliran p atau n. Untuk melakukan ini, filem oksida dikeluarkan dari tempat di atas plat yang sesuai dengan komponen elektronik individu. Pemilihan kawasan yang dikehendaki berlaku menggunakan proses yang dipanggil fotolitografi. Pertama, keseluruhan lapisan oksida ditutup dengan sebatian sensitif cahaya (photoresist), yang memainkan peranan filem fotografi - ia boleh diterangi dan dibangunkan. Selepas itu, melalui topeng foto khas yang mengandungi corak permukaan kristal semikonduktor, plat itu diterangi dengan sinaran ultraungu.

Di bawah pengaruh cahaya, corak rata terbentuk pada lapisan oksida, dengan kawasan yang tidak bercahaya kekal cahaya, dan semua yang lain - gelap. Di tempat di mana photoresistor telah terdedah kepada cahaya, kawasan tidak larut filem terbentuk yang tahan kepada asid. Wafer kemudiannya dirawat dengan pelarut yang menghilangkan photoresist dari kawasan terdedah. Dari tempat terbuka (dan hanya dari mereka), lapisan silikon oksida terukir dengan asid.

Akibatnya, silikon oksida larut di tempat yang betul dan "tingkap" silikon tulen terbuka, bersedia untuk pengenalan kekotoran (ligation). Untuk melakukan ini, permukaan substrat pada suhu 900-1200 darjah terdedah kepada kekotoran yang dikehendaki, contohnya, fosforus atau arsenik, untuk mendapatkan kekonduksian jenis-n. Atom kekotoran menembusi jauh ke dalam silikon tulen, tetapi ditolak oleh oksidanya. Setelah memproses plat dengan satu jenis kekotoran, ia disediakan untuk pengikatan dengan jenis lain - permukaan plat sekali lagi ditutup dengan lapisan oksida, fotolitografi baru dan etsa dijalankan, akibatnya "tingkap" baru daripada silikon terbuka.

Ini diikuti dengan pengikatan baru, contohnya dengan boron, untuk mendapatkan kekonduksian jenis-p. Oleh itu, kawasan p dan n terbentuk pada keseluruhan permukaan kristal di tempat yang betul. Penebat antara elemen individu boleh dibuat dalam beberapa cara: lapisan silikon oksida boleh berfungsi sebagai penebat sedemikian, atau persimpangan pn menyekat juga boleh dibuat di tempat yang betul.

Peringkat pemprosesan seterusnya dikaitkan dengan penggunaan sambungan konduktif (garisan konduktif) antara unsur-unsur litar bersepadu, serta antara unsur-unsur ini dan kenalan untuk menyambungkan litar luaran. Untuk melakukan ini, lapisan nipis aluminium didepositkan pada substrat, yang didepositkan dalam bentuk filem yang sangat nipis. Ia tertakluk kepada pemprosesan dan goresan fotolitografik, sama seperti yang diterangkan di atas. Akibatnya, hanya garis konduktif nipis dan pad kekal dari keseluruhan lapisan logam.

Akhirnya, seluruh permukaan kristal semikonduktor ditutup dengan lapisan pelindung (paling kerap, kaca silikat), yang kemudiannya dikeluarkan dari pad. Semua litar mikro yang dihasilkan tertakluk kepada pemeriksaan yang paling ketat pada dirian kawalan dan ujian. Litar yang rosak ditandakan dengan titik merah. Akhir sekali, kristal dipotong menjadi plat litar mikro yang berasingan, setiap satunya disertakan dalam bekas teguh dengan petunjuk untuk sambungan ke litar luaran.

Kerumitan litar bersepadu dicirikan oleh penunjuk yang dipanggil darjah integrasi. Litar bersepadu dengan lebih daripada 100 elemen dipanggil litar mikro dengan tahap penyepaduan yang rendah; litar yang mengandungi sehingga 1000 elemen - litar bersepadu dengan tahap penyepaduan purata; litar yang mengandungi sehingga puluhan ribu elemen - litar bersepadu yang besar. Litar yang mengandungi sehingga sejuta elemen sedang dibuat (ia dipanggil super-besar). Peningkatan secara beransur-ansur dalam integrasi telah membawa kepada fakta bahawa setiap tahun litar menjadi lebih dan lebih kecil dan, oleh itu, lebih dan lebih kompleks.

Sebilangan besar peranti elektronik yang dahulunya mempunyai dimensi besar kini muat pada plat silikon kecil. Satu peristiwa yang sangat penting di sepanjang laluan ini ialah penciptaan pada tahun 1971 oleh firma Amerika Intel satu litar bersepadu untuk melaksanakan operasi aritmetik dan logik - mikropemproses. Ini membawa kepada kejayaan besar mikroelektronik dalam bidang teknologi komputer.

Pengarang: Ryzhov K.V.

Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita:

▪ Tuas, blok, satah condong

▪ mesin botol

▪ Disket

Lihat artikel lain bahagian Sejarah teknologi, teknologi, objek di sekeliling kita.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Kesepian adalah berbahaya 23.05.2023

Para saintis di Universiti Harvard telah menemui cara untuk mengekalkan umur panjang. Ternyata ini semua tentang hubungan sosial.

Hasil kajian membuktikan bahawa komunikasi yang kerap dan aktif dalam jangka masa panjang membantu meningkatkan kesihatan dan memanjangkan hayat. Persediaan sosial membantu mengatasi kesan tekanan kronik.

Pakar psikiatri dan psikoanalisis di Harvard Medical School Robert Waldinger percaya bahawa formula untuk kesihatan dan kebahagiaan bergantung pada hubungan positif dengan orang lain.

Waldinger memberi amaran bahawa jika anda kerap berasa kesunyian dan terasing daripada orang lain, ia boleh berbahaya seperti menjadi gemuk atau menghisap setengah bungkus rokok sehari. Kemahiran sosial yang terbengkalai boleh menjadi atrofi seperti otot yang tidak digunakan.

Para saintis tidak memberikan sebarang cadangan yang jelas. Mereka hanya mengingatkan anda bahawa perkara di sini bukanlah bilangan kawan atau kenalan, tetapi bagaimana anda berkomunikasi sepenuhnya dengan mereka. Walaupun anda mempunyai beberapa kawan rapat yang anda berkomunikasi setiap hari, ia boleh menjadi ubat sebenar dan mempunyai kesan positif terhadap jangka hayat.

Tetapi saintis mengesyorkan mengelakkan pengasingan. Mereka percaya bahawa adalah penting untuk menjadi lebih aktif dalam keluar rumah. Lagipun, kehidupan sosial juga boleh meningkatkan kesejahteraan mental. Dan di sini saintis termasuk komunikasi dengan jiran atau penjual di kedai.

Berita menarik lain:

▪ Pelajar sekolah Yekaterinburg membayar makan tengah hari dengan sentuhan jari

▪ Texas Instruments mendedahkan butiran teknologi proses 45nmnya

▪ Menemui mekanisme yang mematikan rasa lapar

▪ Vitamin D3 menyokong jantung

▪ Bahan baru berubah bentuk

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian Pemuzik tapak. Pemilihan artikel

▪ artikel Asas kerja sosial. katil bayi

▪ Kuda itu berasal dari haiwan apa? Jawapan terperinci

▪ artikel Dan beg galas dan beg bertali. Petua Perjalanan

▪ artikel Penunjuk aras bendalir brek dalam kereta. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Pengecas dengan penstabilan semasa. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web