晶體管通關(guān)(原子級(jí)晶體管)
1. 原子級(jí)晶體管
ALD 工藝直接在芯片表面堆積材料，一次沉積單層薄膜幾分之一的厚度，以盡可能生成最薄、最均勻的薄膜。工藝的自限特性以及共形沉積的相關(guān)能力，是其成為微縮與 3D 技術(shù)推動(dòng)因素的基礎(chǔ)。自限式表面反應(yīng)讓原子級(jí)沉積控制成為可能：薄膜厚度僅取決于執(zhí)行的反應(yīng)周期數(shù)。表面控制會(huì)使薄膜保持極佳的共形性和均勻厚度，這兩點(diǎn)是新興 3D 器件設(shè)計(jì)的必備特性。
CVD（化學(xué)氣相沉積）工藝有著廣泛的應(yīng)用。從晶體管結(jié)構(gòu)圖形化薄膜到電路導(dǎo)電金屬層之間的絕緣材料，CVD 工藝的身影無(wú)所不在。
2. 晶體管流程
芯片制作完整過(guò)程包括芯片設(shè)計(jì)、晶片制作、封裝制作、成本測(cè)試等幾個(gè)環(huán)節(jié)，其中晶片制作過(guò)程尤為的復(fù)雜。首先是芯片設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)的需求，生成的“圖樣”
1、 芯片的原料晶圓晶圓的成分是硅，硅是由石英沙所精練出來(lái)的，晶圓便是硅元素加以純化（99.999%），接著是將這些純硅制成硅晶棒，成為制造集成電路的石英半導(dǎo)體的材料，將其切片就是芯片制作具體所需要的晶圓。晶圓越薄，生產(chǎn)的成本越低，但對(duì)工藝就要求的越高。
2、晶圓涂膜晶圓涂膜能抵抗氧化以及耐溫能力，其材料為光阻的一種。
3、晶圓光刻顯影、蝕刻該過(guò)程使用了對(duì)紫外光敏感的化學(xué)物質(zhì)，即遇紫外光則變軟。通過(guò)控制遮光物的位置可以得到芯片的外形。在硅晶片涂上光致抗蝕劑，使得其遇紫外光就會(huì)溶解。這時(shí)可以用上第一份遮光物，使得紫外光直射的部分被溶解，這溶解部分接著可用溶劑將其沖走。這樣剩下的部分就與遮光物的形狀一樣了，而這效果正是我們所要的。這樣就得到我們所需要的二氧化硅層。
4、摻加雜質(zhì)將晶圓中植入離子，生成相應(yīng)的P、N類半導(dǎo)體。具體工藝是是從硅片上暴露的區(qū)域開(kāi)始，放入化學(xué)離子混合液中。這一工藝將改變攙雜區(qū)的導(dǎo)電方式，使每個(gè)晶體管可以通、斷、或攜帶數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)單的芯片可以只用一層，但復(fù)雜的芯片通常有很多層，這時(shí)候?qū)⑦@一流程不斷的重復(fù)，不同層可通過(guò)開(kāi)啟窗口聯(lián)接起來(lái)。這一點(diǎn)類似多層PCB板的制作原理。 更為復(fù)雜的芯片可能需要多個(gè)二氧化硅層，這時(shí)候通過(guò)重復(fù)光刻以及上面流程來(lái)實(shí)現(xiàn)，形成一個(gè)立體的結(jié)構(gòu)。
5、晶圓測(cè)試經(jīng)過(guò)上面的幾道工藝之后，晶圓上就形成了一個(gè)個(gè)格狀的晶粒。通過(guò)針測(cè)的方式對(duì)每個(gè)晶粒進(jìn)行電氣特性檢測(cè)。一般每個(gè)芯片的擁有的晶粒數(shù)量是龐大的，組織一次針測(cè)試模式是非常復(fù)雜的過(guò)程，這要求了在生產(chǎn)的時(shí)候盡量是同等芯片規(guī)格構(gòu)造的型號(hào)的大批量的生產(chǎn)。數(shù)量越大相對(duì)成本就會(huì)越低，這也是為什么主流芯片器件造價(jià)低的一個(gè)因素。
6、封裝將制造完成晶圓固定，綁定引腳，按照需求去制作成各種不同的封裝形式，這就是同種芯片內(nèi)核可以有不同的封裝形式的原因。比如：DIP、QFP、PLCC、QFN等等。這里主要是由用戶的應(yīng)用習(xí)慣、應(yīng)用環(huán)境、市場(chǎng)形式等外圍因素來(lái)決定的。
7、測(cè)試、包裝經(jīng)過(guò)上述工藝流程以后，芯片制作就已經(jīng)全部完成了，這一步驟是將芯片進(jìn)行測(cè)試、剔除不良品，以及包裝。
3. 晶體管導(dǎo)通關(guān)斷條件
當(dāng)單結(jié)晶體管的發(fā)射極電壓低于谷點(diǎn)電壓時(shí)，單結(jié)晶體管關(guān)斷。
單結(jié)晶體管又稱基極二極管，它是一種只有一個(gè)PN結(jié)和兩個(gè)電阻接觸電極的半導(dǎo)體器件，它的基片為條狀的高阻N型硅片，兩端分別用歐姆接觸引出兩個(gè)基極b1和b2。在硅片中間略偏b2一側(cè)用合金法制作一個(gè)P區(qū)作為發(fā)射極e。
4. 晶圓上的晶體管
華為公開(kāi)石墨烯晶體管專利，也是中國(guó)科技企業(yè)在石墨烯晶體晶圓領(lǐng)域的一次大突破，可以說(shuō)我們?cè)谛酒I(lǐng)域想要實(shí)現(xiàn)的不僅僅是芯片突圍，而且還是彎道超車。
5. 晶體管是開(kāi)關(guān)嗎
答：晶體管是一種固體半導(dǎo)體器件（包括二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、晶閘管等，有時(shí)特指雙極型器件），具有檢波、整流、放大、開(kāi)關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)調(diào)制等多種功能。晶體管作為一種可變電流開(kāi)關(guān)，能夠基于輸入電壓控制輸出電流。
6. 晶體管詳解
存儲(chǔ)器中最小的存儲(chǔ)單位就是一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)半導(dǎo)體電路或一個(gè)CMOS晶體管或磁性材料的存儲(chǔ)元，它可存儲(chǔ)一個(gè)二進(jìn)制代碼。由若干個(gè)存儲(chǔ)元組成一個(gè)存儲(chǔ)單元，然后再由許多存儲(chǔ)單元組成一個(gè)存儲(chǔ)器。一個(gè)存儲(chǔ)器包含許多存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元可存放一個(gè)字節(jié)（按字節(jié)編址）。每個(gè)存儲(chǔ)單元的位置都有一個(gè)編號(hào)，即地址，一般用十六進(jìn)制表示。一個(gè)存儲(chǔ)器中所有存儲(chǔ)單元可存放數(shù)據(jù)的總和稱為它的存儲(chǔ)容量。
假設(shè)一個(gè)存儲(chǔ)器的地址碼由20位二進(jìn)制數(shù)（即5位十六進(jìn)制數(shù)）組成，則可表示2的20次方，即1M個(gè)存儲(chǔ)單元地址。每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一個(gè)字節(jié)，則該存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量為1MB。
7. 常見(jiàn)晶體管
PNP晶體管和NPN晶體管都屬于雙極性晶體管。除了雙極性晶體管，還有一種常見(jiàn)的是場(chǎng)效應(yīng)管。場(chǎng)效應(yīng)管也分為P溝道場(chǎng)效應(yīng)管和N溝道場(chǎng)效應(yīng)管。PNP型晶體管工作時(shí)，以發(fā)射極為它參考點(diǎn)，集成極是最低電位，而基極電位比發(fā)射極略低。而NPN晶體管中，集成極電位最高，而基極電位略高于發(fā)射極。
8. 晶圓與晶體管
傳統(tǒng)的晶圓是芯片生產(chǎn)中使用的硅晶片，主要原材料是沙子，沙子被提煉之后形成超高純度的多晶硅，然后通過(guò)熔煉、加入籽晶等方式后被拉成單晶硅錠，最后再通過(guò)打磨、切割后形成晶圓；芯片中的上百億顆晶體管就是在上面通過(guò)溶解、刻蝕的一系列先進(jìn)的生產(chǎn)工藝后制作而成的，目前國(guó)內(nèi)主要使用的晶圓大小一般為8寸和12寸。
石墨烯晶圓的制作方法有所不同，其采用是通過(guò)在襯底上制備石墨烯的方法，將半導(dǎo)體或絕緣材料作為襯底，用來(lái)支撐晶圓上的器件，并且保證他們互不導(dǎo)通。目前生產(chǎn)技術(shù)比較成熟的是在Cu、Cu/Ni等金屬襯底上生產(chǎn)石墨烯的工藝，該工藝均可以得到結(jié)晶質(zhì)量好的滿單層石墨烯。當(dāng)然，由于金屬上生長(zhǎng)的石墨烯在進(jìn)行后續(xù)的應(yīng)用中不可避免的需要將其從金屬襯底轉(zhuǎn)移到目標(biāo)襯底，在此過(guò)程中會(huì)帶來(lái)破損、褶皺、界面污染、金屬殘留等問(wèn)題，而在非金屬基絕緣晶圓襯底表面直接生長(zhǎng)石墨烯，可以得到覆蓋度100%、無(wú)需轉(zhuǎn)移、無(wú)金屬殘留的石墨烯晶圓，產(chǎn)品的良率更高。
9. 晶體管和晶圓的關(guān)系
芯片是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱，集成電路或稱微電路、微芯片、晶片/芯片，是一種將電路小型化的方式，并且大部分都是制造在半導(dǎo)體晶圓表面上。芯片是一種集成電路，是由大量的晶體管構(gòu)成。各種的芯片都會(huì)有不同的規(guī)模，大到有幾億晶體管，小的話只有幾十晶體管。芯片加電后，會(huì)先產(chǎn)生一個(gè)啟動(dòng)指令啟動(dòng)芯片，之后就一直接受新指令和數(shù)據(jù)來(lái)完成功能。
與手機(jī)、電腦上使用的數(shù)字集成電路不同，功率半導(dǎo)體并不是一個(gè)大眾熟知的概念。數(shù)字集成電路主要處理的是信息，而不能直接使用220V的交流電，這時(shí)候就需要功率半導(dǎo)體來(lái)對(duì)電能進(jìn)行處理，使其適合傳感器、攝像頭等具體的終端器件使用。 具體到分類上，功率半導(dǎo)體是個(gè)寬泛的概念，主要作用是實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換，包括二極管、晶閘管、功率MOSFET、IGBT等。
?這些功率器件與電容、電阻、電感、互感線圈等一起組成了各類電能轉(zhuǎn)換設(shè)備，用以對(duì)電路中電壓、電流、頻率進(jìn)行管理。 不同的功率器件，都有自己的高效區(qū)間。場(chǎng)景、成本、效率共同決定了該使用什么樣的功率器件。
強(qiáng)推
