集成电路芯片规模组成详细介绍

单独制造的元件，如电阻器、电容器、二极管和晶体管，由电线或印刷电路板（PCB）连接，形成电路。这些电路称为分立电路，它们具有以下缺点：

1. 在大型电子电路中，可能存在非常多的元件，因此分立组件将占用非常大的空间。

2. 它们通过焊接形成，导致可靠性问题。

为了克服这些空间节约和可靠性问题，开发了集成电路。

IC由许多电路元件组成，如电阻器、晶体管等。它们以单个小封装相互连接，以执行所需的电子功能。这些组件在半导体材料的小芯片内形成并连接。在IC中观察到以下特征。

1. 在IC中，各种元件是小型半导体芯片的组成部分，并且无法像在分立电路中那样移除单个元件以进行维修和更换。

2. 它将二极管和晶体管等有源元件与电阻器和电容器等无源元件组合在一个单片结构中，因此是单片电路中的完整单元。它们的尺寸非常小。要查看其各种组件之间的联系，需要显微镜。

3. 所有组件都在芯片内形成，并且看不到组件投射到芯片表面之上。

集成规模

安装在标准尺寸IC中的元件数量代表其集成度，换句话说，它是元件的密度。它分为以下几类：

SSI – 小规模集成

它只有不到100个组件（大约10个门）。

微星 – 中型集成

它包含少于500个组件或具有超过10个但少于100个门。

LSI – 大规模集成

这里的组件数量在500到300000之间，或者有超过100个门。

VLSI – 超大规模集成

每个芯片包含超过300000个组件

VVLSI - 非常非常大规模的集成

它每个芯片包含超过1500000个组件。

IC和分立电路的比较

集成电路和分立电路可以比较如下：

集成电路

1. I.C可以在低电压下工作。

2. 它们可以处理有限的功率。

3. 它们的尺寸非常小

4. 它们很便宜

5. 芯片上的复杂电路可用于获得改进的性能特征。

分立电路

1. 分立电路需要相对更多的电压。

2. 分立电路可以处理比IC更多的功率。

3. 具有分立元件的电路可获得较大的空间。

4. 分立电路比IC昂贵。

5. 性能不好。

组件制造

通常，二极管、电阻器和电容器等电子元件都是在单片集成电路芯片上制造的。为了制造这些IC元件，杂质在半导体晶圆（即基板）的特定位置添加或扩散，因此可以制成PN结图（a）显示了基本单片元件的横截面积。

所有四个组件都是在P型基板或晶圆内部制造的。N型和P型部分由P型基板内的N型和P型材料制成。然而，这是通过扩散过程完成的。在此过程中，P型和N型材料（以气体形式）在高温下被添加到半导体晶圆中。将晶圆置于高温、炉内（约100°C）

首先，在容易扩散的N型层的特定区域形成一层薄薄的硅二极管SiO2层。N型材料扩散到基板上。现在第一个大的N型药水在基材内扩散。

再次在另一个新地方生长一层薄薄的SiO2，以在N型材料内部扩散P型材料。重复相同的过程以扩散N型材料的最后一种药水。