La connexion et la différence entre les puces, semi-conducteurs et circuits intégrés

Puces, les semi-conducteurs et les circuits intégrés sont les éléments clés qui animent la technologie moderne. Ils sont comme le système nerveux invisible qui connecte notre monde numérique et pilote le fonctionnement d'innombrables appareils intelligents.. Beaucoup de nos produits électroniques comportent ces éléments, quel est le lien entre eux trois? Et quelles sont les différences? Découvrons le secret ensemble.

Qu'est-ce qu'un semi-conducteur?
Un semi-conducteur est un matériau possédant des propriétés de conductivité électrique entre un conducteur (comme le métal) et un isolant (comme le plastique). La conductivité électrique d'un matériau semi-conducteur peut être modifiée en contrôlant les conditions externes (comme la température, champ électrique ou lumière).

Qu'est-ce qu'une puce?
Une puce (également appelé micropuce ou micropuce) est une fine feuille de matériau semi-conducteur sur laquelle une variété de composants électroniques, comme les transistors, résistances et condensateurs, sont intégrés. Ces composants sont connectés pour remplir des fonctions spécifiques, comme le traitement des données, stockage, et la communication dans les ordinateurs, téléphones portables, et autres appareils électroniques.

Qu'est-ce qu'un circuit intégré?

Les circuits intégrés sont des technologies et des produits qui intègrent plusieurs composants électroniques sur une seule puce semi-conductrice.. Les circuits intégrés peuvent être divisés en deux types: circuits intégrés analogiques et circuits intégrés numériques. Les circuits intégrés analogiques gèrent des signaux continus, comme le son et les images. Les circuits intégrés numériques traitent les signaux discrets, comme les données binaires. L'invention des circuits intégrés a rendu les appareils électroniques plus compacts, efficace, et puissant.

Processus de fabrication de semi-conducteurs

Fabrication de plaquettes: Des cristaux de silicium sont cultivés sur des tranches de silicium pour créer des tranches.

Découpage de plaquettes: Découper les tranches en tranches de taille appropriée.

Traitement de surface: Nettoyage, polissage et traitement chimique de la surface de la plaquette pour améliorer sa qualité et sa stabilité.

Implantation ionique: Des matériaux tels que des nitrures ou des oxydes sont implantés dans la surface de la plaquette pour former des tranchées ou pour augmenter le type de conductivité..

Nettoyage des plaquettes: La plaquette est nettoyée pour éliminer les résidus, bavures, etc..

Oxydation: Une couche d'oxyde se développe sur la surface de la plaquette pour augmenter la conductivité et la résistance à la corrosion du dispositif..

Placage chimique: Une couche de métal ou d'oxyde métallique est appliquée sur la surface de la plaquette pour augmenter la conductivité et la résistance à la corrosion du dispositif..

Dépôt de métal: Dépôt de matériaux métalliques sur la surface de la plaquette pour fabriquer des circuits et des dispositifs.

Découpe et mise en bac: Découper l'appareil en tranches de taille appropriée.

Tests de packages: Les plaquettes sont emballées dans un environnement approprié pour les tests et le contrôle afin de garantir la qualité et la fiabilité du dispositif..

Inspection du produit fini: Le produit fini est minutieusement inspecté pour garantir qu'il répond aux normes requises.

Ces étapes constituent le processus de base de la fabrication des semi-conducteurs, mais en production réelle, ils devront peut-être être ajustés et optimisés pour des types de produits et des exigences de processus spécifiques.

Processus de fabrication des puces

Le processus de fabrication des puces est très complexe. En gros, ce processus comprend: élaboration de spécifications, choisir l'architecture, conception logique, conception de circuits, câblage, fabrication, essai, conditionnement, et tests complets. Le plus important d'entre eux est la conception et la fabrication du circuit., et le processus de fabrication des puces peut refléter au mieux le niveau technique d’une entreprise
Les étapes de fabrication sont les suivantes:

1. photolithographie: la photolithographie est similaire à la photolithographie traditionnelle, où la résine photosensible est appliquée pour la première fois sur la plaquette, puis la plaque du masque est exposée, la résine photosensible est développée, puis la zone exposée est gravée. Ainsi, la zone sur la plaquette est laissée pour la gravure ou l'implantation ionique.

2. implantation ionique. L'injection d'ions consiste à utiliser la plaquette comme électrode et à ajouter une haute tension entre la source d'ions et la plaquette., donc ces ions dopants frapperont la plaquette avec une très haute énergie, former des régions de type N ou P sur la tranche. Après l'implantation ionique, la plaquette doit être recuite à haute température pour réparer les dommages causés à la plaquette après l'implantation ionique. L'implantation ionique est principalement utilisée pour créer différentes régions semi-conductrices. 3.

3. Diffusion. La diffusion joue deux rôles dans la fabrication des puces: la première consiste à activer ou à injecter des impuretés dans la plaquette de silicium à haute température, et l'autre est de produire une couche d'oxyde, qui est produit à une température de 800 à 1050°C.

4. dépôt de couches minces. Le dépôt de couches minces est le dépôt de substances à la surface de la plaquette.. Il existe des méthodes telles que le dépôt chimique en phase vapeur et le dépôt physique en phase vapeur.. Le dépôt chimique en phase vapeur est l'injection de plusieurs gaz sur la plaquette de silicium et la réaction chimique est effectuée et le matériau est déposé sur la plaquette.. Le dépôt physique en phase vapeur est le processus de dépôt d'atomes sur une plaquette de silicium de la phase solide à la phase gazeuse puis à la phase solide..

5. Gravure. La gravure est la gravure ou le décapage sélectif de la surface du substrat semi-conducteur ou du film recouvert de surface en fonction du motif du masque ou des exigences de conception.. Il existe deux types de gravure, gravure humide et gravure plasma. La gravure humide consiste à immerger la plaquette de silicium dans une solution chimique pour éliminer le matériau à éliminer.. La gravure au plasma consiste à utiliser un faisceau de plasma à haute énergie pour faire tomber le matériau à éliminer..

6. meulage mécano-chimique. Afin de rendre la surface de la plaquette de silicium plate après le traitement, la surface de la plaquette de silicium traitée est meulée.

La différence entre les circuits intégrés et les puces

1, les deux expriment un objectif différent.

Les circuits intégrés se concentrent sur les circuits électroniques, est la mise en page sous-jacente, et une gamme plus large.
Nous aurons quelques diodes, triodes, condensateurs, résistances mélangées ensemble, est un circuit intégré. Ce circuit peut être une conversion de signal analogique, ou avoir une fonction amplificateur, ou un circuit logique.
Une puce est plus intuitive, et c'est un objet de la taille d'un ongle avec quelques petits pieds, carré ou rectangulaire.
La puce est plus axée sur la fonction, Par exemple: Le processeur est utilisé pour le traitement de l'information, fonctionnement du programme; Le GPU est principalement un rendu d'image; mémoire, comme son nom l'indique, est utilisé pour stocker des données.

2, la méthode de production est différente

La matière première pour la fabrication des puces est la plaquette (silicium, arséniure de gallium), puis lithographie, dopage, conditionnement, essai, afin de compléter la production de chips.
La fabrication de puces doit être utilisée pour la lithographie, machines de gravure et autres équipements de pointe.
Les matières premières et les procédés utilisés pour les circuits intégrés sont beaucoup plus étendus. C'est aussi long que le circuit complet (contenant des composants tels que des transistors, résistances, condensateurs et inductances) est miniaturisé, reliés entre eux par câblage, réalisé sur une plaquette semi-conductrice ou un substrat diélectrique, puis conditionné dans un boîtier tubulaire.
Pour circuits intégrés, les machines de photolithographie et de gravure ne sont pas nécessaires.

3、Le forfait est différent

Le package le plus courant de la puce est le package DIP, également connue sous le nom de technologie de package double en ligne, forfait double entrée. Le nombre de broches dans ce paquet ne dépasse généralement pas 100, et le terrain est 2.54 MM.
Les circuits intégrés sont placés dans des emballages de protection pour faciliter la manipulation et l'assemblage sur les cartes de circuits imprimés et pour protéger les appareils contre les dommages., et un grand nombre de types de packages différents existent.
Mettre simplement, les packages de puces sont plus réguliers et beaucoup plus ciblés. Et les boîtiers de circuits intégrés sont différents en taille et en forme, et d'autres voies et moyens.

4、Différents rôles

La puce consiste à emballer plus de circuits, ce qui peut augmenter le nombre de transistors par unité de surface, améliorant ainsi les performances et augmentant la fonctionnalité.
Les circuits intégrés dans tous les composants de la structure ont formé un tout, pour que les composants électroniques vers la miniaturisation, faible consommation d'énergie, l'intelligence et la haute fiabilité sont un grand pas en avant.
La loi de Moore s'applique aux deux. C'est, le nombre de composants pouvant être logés sur un circuit intégré doublera chaque 18-24 mois où le prix reste le même, et les performances doubleront. Cette loi révèle la rapidité des progrès des technologies de l'information.

Différence entre puces et semi-conducteurs

Différences de classification:Contrairement aux propriétés matérielles des semi-conducteurs, les puces sont des produits individuels de circuits intégrés fabriqués après divers processus. Donc, puce est un terme général désignant les composants semi-conducteurs. Par propriétés matérielles, les deux ont une définition très différente. Caractéristiques différentes:La puce est un circuit intégré, la fabrication de circuits sur puce semi-conductrice, le transporteur de circuits intégrés, est la somme de la technologie de conception de puces et de la technologie de fabrication.

Différentes fonctions:La puce est une méthode permettant de réaliser la miniaturisation des circuits dans la technologie électronique, généralement fabriqué à la surface d'une plaquette semi-conductrice. Si le semi-conducteur est comparé au matériau en fibre de papier, le circuit intégré est du papier et la puce est un livre. Après l'invention et la production en série des transistors puces, divers composants semi-conducteurs à semi-conducteurs tels que des diodes et des transistors ont été largement utilisés pour remplacer les fonctions et les fonctions des tubes à vide dans les circuits.

Différents domaines d'application: La puce est principalement utilisée dans le domaine de la communication et des réseaux, le semi-conducteur est largement utilisé dans l’électronique grand public, système de communication, dispositif médical, etc..

Résumé

Du point de vue de la technologie et du développement économique, l'impact de l'industrie des semi-conducteurs est la réforme et le développement. À l'heure actuelle, presque tous les produits électroniques sont étroitement liés aux produits de l'industrie des semi-conducteurs. Le développement futur et les percées de l’industrie des semi-conducteurs affecteront la vie quotidienne des gens, et fera également progresser la science et la technologie et créera plus de valeur pour les technologies futures.