Технологии изготовленияТипы логикиО

Технологии изготовления
Типы логики

Основным элементом аналоговых микросхем являются транзисторы (биполярные или полевые). Разница в технологии изготовления транзисторов существенно влияет на характеристики микросхем. Поэтому нередко в описании микросхемы указывают технологию изготовления, чтобы подчеркнуть тем самым общую характеристику свойств и возможностей микросхемы. В современных технологиях объединяют технологии биполярных и полевых транзисторов, чтобы добиться улучшения характеристик микросхем.

Микросхемы на униполярных (полевых) транзисторах — самые экономичные (по потреблению тока):
МОП-логика (металл-оксид-полупроводник логика) — микросхемы формируются из полевых транзисторов n-МОП или p-МОП типа;
КМОП-логика (комплементарная МОП-логика) — каждый логический элемент микросхемы состоит из пары взаимодополняющих (комплементарных) полевых транзисторов (n-МОП и p-МОП). Существует также смешанная технология BiCMOS.
Микросхемы на биполярных транзисторах:
РТЛ — резисторно-транзисторная логика (устаревшая, заменена на ТТЛ);
ДТЛ — диодно-транзисторная логика (устаревшая, заменена на ТТЛ);
ТТЛ — транзисторно-транзисторная логика — микросхемы сделаны из биполярных транзисторов с многоэмиттерными транзисторами на входе;
ТТЛШ — транзисторно-транзисторная логика с диодами Шоттки — усовершенствованная ТТЛ, в которой используются биполярные транзисторы с эффектом Шоттки;
ЭСЛ — эмиттерно-связанная логика — на биполярных транзисторах, режим работы которых подобран так, чтобы они не входили в режим насыщения, — что существенно повышает быстродействие;
ИИЛ — интегрально-инжекционная логика.

КМОП и ТТЛ (ТТЛШ) технологии являются наиболее распространёнными логиками микросхем. Где необходимо экономить потребление тока, применяют КМОП-технологию, где важнее скорость и не требуется экономия потребляемой мощности применяют ТТЛ-технологию. Слабым местом КМОП-микросхем является уязвимость к статическому электричеству — достаточно коснуться рукой вывода микросхемы и её целостность уже не гарантируется. С развитием технологий ТТЛ и КМОП микросхемы по параметрам сближаются и, как следствие, например, серия микросхем 1564 сделана по технологии КМОП, а функциональность и размещение в корпусе как у ТТЛ технологии.

Микросхемы, изготовленные по ЭСЛ-технологии, являются самыми быстрыми, но и наиболее энергопотребляющими, и применялись при производстве вычислительной техники в тех случаях, когда важнейшим параметром была скорость вычисления. В СССР самые производительные ЭВМ типа ЕС106х изготавливались на ЭСЛ-микросхемах. Сейчас эта технология используется редко.

При изготовлении микросхем используется метод фотолитографии (проекционной, контактной и др.), при этом схему формируют на подложке (обычно из кремния), полученной путём резки алмазными дисками монокристаллов кремния на тонкие пластины. Ввиду малости линейных размеров элементов микросхем, от использования видимого света и даже ближнего ультрафиолетового излучения при засветке отказались.

В качестве характеристики технологического процесса производства микросхем указывают минимальные контролируемые размеры топологии фотоповторителя (контактные окна в оксиде кремния, ширина затворов в транзисторах и т. д.) и, как следствие, размеры транзисторов (и других элементов) на кристалле. Этот параметр, однако, находится во взаимозависимости с рядом других производственных возможностей: чистотой получаемого кремния, характеристиками инжекторов, методами фотолитографии, методами вытравливания и напыления.

В 1970-х годах минимальный контролируемый размер составлял 2-8 мкм, в 1980-х он был уменьшен до 0,5-2 мкм. Некоторые экспериментальные образцы фотолитографического оборудования рентгеновского диапазона обеспечивали минимальный размер 0,18 мкм.

В 1990-х годах, из-за нового витка «войны платформ», стали внедряться в производство и быстро совершенствоваться экспериментальные методы: в начале 1990-х процессоры (например, ранние Pentium и Pentium Pro) изготавливали по технологии 0,5-0,6 мкм (500-600 нм), потом технология дошла до 250—350 нм. Следующие процессоры (Pentium II, K6-2+, Athlon) уже делали по технологии 180 нм. В конце 1990-х фирма Texas Instruments создала ультрафиолетовую технологию с минимальным контролируемым размером около 80 нм.

Следующие процессоры изготавливали с использованием УФ-излучения с нормами 45 нм (сперва это был Core 2 Duo). Другие микросхемы достигли и превзошли этот уровень (в частности, видеопроцессор и флэш-память фирмы Samsung — 40 нм). В 2010 г. на рынке появились процессоры, разработанные по 32-нм технологическому процессу. В апреле 2012 года в продажу поступили процессоры, разработанные по 22-нм технологическому процессу (ими стали процессоры фирмы Intel, выполненные по архитектуре Ivy Bridge)[источник не указан 905 дней]. Процессоры с технологией 14 нм планируются к внедрению в 2014 году, а 10 нм — около 2018 года[источник не указан 905 дней].
Контроль качества

Для контроля качества интегральных микросхем широко применяют так называемые тестовые структуры.

Результаты (английский) 1:

Manufacturing technologyTypes of logicThe main element of analog chips are transistors (bipolar or field). The difference in the manufacturing technology of transistors greatly affects the performance of microchips. So often in the description of the products indicate manufacturing method, to emphasize the common characteristic properties and capabilities of the chip. Modern technologies are technologies bipolar and FET to achieve a performance integrated circuits. Chip on the unipolar (field) transistors is most economical (current consumption): MOS logic (metal-oxide semiconductor logic) is an integrated circuit formed from n-MOS field effect transistors or p-MOS Type; CMOS logic (complementary MOS logic) — each logical element chip consists of a pair of mutually reinforcing (complementary) field effect transistors (MOSFET-n and p-MOS). There is also a mixed technology BiCMOS. Bipolar transistors on the chip: RTL-resistor–transistor logic (obsolete, replaced by TTL); DTL-diode–transistor logic (obsolete, replaced by TTL); TTL — Transistor–transistor logic-chip made of bipolar junction transistors with mnogoèmitternymi transistors input; TTLŠ — Transistor–transistor logic Schottky Diode is an advanced TTL, which used bipolar transistors with a Schottky barrier; ECL-emitter-coupled logic — the bipolar transistors, which operating hours are selected so that they are not included in the saturation mode, which significantly improves performance; LIH-integrated injection logic.CMOS and TTL (TTLŠ) technologies are the most common chip logicians. Where you want to save current consumption, use CMOS technology, which is more important than speed and do not want to save power consumption using TTL technology. The weak point of CMOS chip is vulnerable to static electricity — enough to touch the hand of the output ICS and its integrity cannot be guaranteed. With TTL and CMOS technology ICS by parameters approach and as a result, for example, 1564 series chipsets made by HMOs and functionality and to stay in the body as the TTL technology.Microcircuits, manufactured on the ECL technology, are the fastest, but also the most energy consuming, and used in the production of computer technology where critical parameter was the calculation speed. In the USSR the productive MACHINE type ES106h were made to the ECL-chips. Now this technology is rarely used.The chip is used in the manufacture of Photolithography method (projection, contact, etc.), and the schema of the form on a substrate (usually silicon), obtained by cutting with diamond disks of Silicon single crystals on thin plates. Because of the smallness of the linear dimensions of the elements silicon, using visible light and near-ultraviolet radiation in even the brightest abandoned.As the chip production process characteristics indicate the minimum dimensions of the topology-controlled fotopovtoritelâ (contact window in the Silicon oxide, width of shutters in transistors, and so on), and as a result, the size of transistors (or other items) on the chip. This option, however, is the relationship with a number of other manufacturing capabilities: the purity of the silicon, characteristics of injectors, by Photolithography, etching and sputtering methods.In the 1970 's, the minimum controllable size was 2-8 μm, in the 1980 's, he was reduced to 0.5 -2 microns. Some experimental x-ray equipment fotolitografičeskogo range of samples to ensure the minimum size of 0.18 microns.In the 1990 's, due to a new round of war of platforms ", were introduced into production and quickly improved experimental techniques: in the beginning of 1990-s processors (for example, early Pentium and Pentium Pro) produced by -0.6 0.5 micron technology (500-600 nm), then the technology has reached the 250-350 nm. The following processors (Pentium II, AMD K6-2 +, Athlon) have done 180 nm technology. In the late 1990 's the firm Texas Instruments established the ultraviolet technology with minimum controllable size of about 80 nm.The following processors produced using UV radiation with 45 nm (at first it was a Core 2 Duo). Other circuits have reached and exceeded this level (in particular, video processor and Flash memory company Samsung is 40 nm). In 2010, the processors have appeared on the market, designed for 32-nm fabrication process. In April 2012, on sale-processors, designed for the 22 nm fabrication process (they are Intel's processors based on the architecture of Ivy Bridge) [22 905 days]. Processors with 14 nm are planned for implementation in 2014, and 10 nm — about the year 2018 [22 905 days].Quality controlFor quality control of integrated circuits widely apply the so-called test structure.

Результаты (английский) 2:

Manufacturing technology
types of logic basic element of analog circuits are transistors (bipolar or field). The difference in the manufacturing technology of transistors significantly affects the characteristics of the chips. So often in the description of chip manufacturing technology point to emphasize the most general description of the characteristics and capabilities of the chip. In today's technology combines bipolar technology and field-effect transistors to achieve better performance chips. Chips on the unipolar (field) transistors - the most economical (current consumption): MOS logic (metal-oxide-semiconductor logic) - chips formed from FETs n -MOP or p-type MOS, CMOS logic (complementary MOS logic) - each gate circuit comprises a pair of complementary (complementary) field effect transistors (n-MOS and p-MOS). There is also a mixed technology BiCMOS. Microchips bipolar transistor: RTL - Resistor-transistor logic (obsolete, replaced by a TTL) LBD - diode-transistor logic (obsolete, replaced by a TTL) TTL - Transistor-Transistor Logic - chips made ​​from bipolar transistors mnogoemitternymi transistors at the entrance STTL - transistor-transistor logic with Schottky diodes - advanced TTL, which uses bipolar transistors with Schottky effect; ECL - emitter-coupled logic - bipolar mode of operation which is chosen so that they are not included in saturation mode - that significantly improves performance; IIL - Integrated injection logic. CMOS and TTL (STTL) technology are the most common logics chips. Where you want to save current consumption, use of CMOS technology, which is more important than speed and do not want to save the power consumption used TTL technology. The weak point of the CMOS chip is vulnerable to static electricity - enough to touch the hand pins and its integrity is no longer guaranteed. With the development of technology TTL and CMOS chips in the parameters converge and, as a consequence, for example, a series of chips made ​​in 1564 by CMOS technology, and the functionality and location in the body as in TTL technology. Chips produced by ECL technology, are the fastest, but also the most energy consuming, and used in the manufacture of computer technology in cases where the most important parameter was the speed of calculation. In the USSR, the most productive type of computer ES106h manufactured at ECL chips. This technology is now rarely used. In the manufacture of microcircuits used photolithographic method (a projection, a contact, etc.)., wherein the circuit is formed on a substrate (typically silicon) obtained by cutting the silicon single crystal diamond disks into thin wafers. In view of the smallness of the linear dimensions of the elements of chips from the use of visible light and near-ultraviolet radiation, even when illumination refused. As a characteristic of the process of production of chips indicate the minimum size of controlled topology fotopovtoritelya (contact holes in the silicon oxide gate width transistors and so on. d.) and as a result, the size of the transistors (and other elements) on the chip. This option, however, is in interdependence with several other production facilities: the purity of the silicon characteristics of injectors, by photolithography, etching and deposition methods. In the 1970s, the minimum controllable size was 2-8 microns, in the 1980s he has been reduced to 0.5-2 microns. Some experimental samples photolithographic equipment X-ray range provides a minimum size of 0.18 microns. In the 1990s, due to a new round of "war of platforms" have been introduced into production and rapidly improved experimental methods: in early 1990 processors (eg, early Pentium and Pentium Pro) produced by technology 0.5-0.6 microns (500-600 nm), then the technology has reached 250-350 nm. The following processors (Pentium II, K6-2 +, Athlon) have done for 180 nm technology. In the late 1990s, the company Texas Instruments has created UV technology with a minimum controllable size of about 80 nm. The following processors are manufactured using UV radiation with 45 nm (at first it was a Core 2 Duo). Other chips reached and surpassed this level (in particular the video processor and flash memory firm Samsung - 40 nm). In 2010, appeared on the market processors, designed for 32-nm process technology. In April 2012, the sales will go processors, designed for 22-nm process technology (steel processors of the company Intel, made ​​on architecture Ivy Bridge) [citation needed 905 days]. Processors with 14 nm technology are planned for introduction in 2014, and 10 nm - about 2018 [citation needed 905 days]. Quality Control Quality control integrated circuits are widely used so-called test structures.

Результаты (английский) 3:

Technology of manufacture
types

logic the main element of analog chips are transistors (bipolar or field).The difference between the technology of manufacturing transistors significantly affects the chipset. It is therefore often the description chip indicate technology manufacturing,To emphasize the overall characteristic properties and opportunities chip. In modern technology combine technology bipolar and field transistors,