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同时,也知道制造IC芯片就像是用乐高积木盖房子一样,藉由一层又一层的堆叠,创造自己所期望的造型。然而,盖房子有相当多的步骤,IC制造也是一样,制造IC究竟有哪些步骤?将将就IC芯片制造的流程做介绍。在开始前,我们要先认识IC芯片是什么。IC,全名积体电路(IntegratedCircuit),由它的命名可知它是将设计好的电路,以堆叠的方式组合起来。藉由这个方法,我们可以减少连接电路时所需耗费的面积。下图为IC电路的3D图,从图中可以看出它的结构就像房子的樑和柱,一层一层堆叠,这也就是为何会将IC制造比拟成盖房子。▲IC芯片的3D剖面图。(Source:Wikipedia)从上图中IC芯片的3D剖面图来看。
看起来会像条黑色蜈蚣,让人印象深刻,此封装法为早采用的IC封装技术,具有成本低廉的优势,适合小型且不需接太多线的芯片。但是,因为大多采用的是塑料,散热效果较差,无法满足现行高速芯片的要求。因此,使用此封装的,大多是历久不衰的芯片,如下图中的OP741,或是对运作速度没那么要求且芯片较小、接孔较少的IC芯片。▲左图的IC芯片为OP741,是常见的电压放大器。右图为它的剖面图,这个封装是以金线将芯片接到金属接脚(Leadframe)。(Source:左图Wikipedia、右图Wikipedia)至于球格阵列(BallGridArray,BGA)封装,和DIP相比封装体积较小,可轻易的放入体积较小的装置中。
这些光罩有上下层的分别,每层有各自的任务。下图为简单的光罩例子,以积体电路中基本的元件CMOS为範例,CMOS全名为互补式金属氧化物半导体plementarymetal–ode–semiconductor),也就是将NMOS和PMOS两者做结合,形成CMOS。至于什么是金属氧化物半导体(MOS)?这种在芯片中广泛使用的元件比较难说明,一般读者也较难弄清,在这裡就不多加细究。下图中,左边就是经过电路布局与绕线后形成的电路图,在前面已经知道每种颜色便代表一张光罩。右边则是将每张光罩摊开的样子。制作是,便由底层开始,依循篇IC芯片的制造中所提的方法,逐层制作,后便会产生期望的芯片了。至此,对于IC设计应该有初步的了解。
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