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雙極集成電路的介紹
發布時間：
2024-03-07
雙極集成電路是指以通常的NPN或PNP型雙極型晶體管為基礎的單片集成電路。它是1958年世界上最早制成的集成電路。雙極型集成電路主要以硅材料為襯底，在平面工藝基礎上采用埋層工藝和隔離技術，以雙極型晶體管為基礎元件。
在半導體內，多數載流子和少數載流子兩種極性的載流子（空穴和電子）都參與有源元件的導電，如通常的NPN或PNP雙極型晶體管。以這類晶體管為基礎的單片集成電路，稱為雙極型集成電路。雙極型集成電路主要以硅材料為襯底，在平面工藝基礎上采用埋層工藝和隔離技術，以雙極型晶體管為基礎元件。按功能可分為數字集成電路和模擬集成電路兩類。在數字集成電路的發展過程中，曾出現了多種不同類型的電路形式，典型的雙極型數字集成電路主要有晶體管-晶體管邏輯電路(TTL)，發射極耦合邏輯電路(ECL)，集成注入邏輯電路(I2L)。TTL電路形式發展較早，工藝比較成熟。ECL電路速度快，但功耗大。I2L電路速度較慢，但集成密度高。同金屬-氧化物-半導體集成電路相比，雙極型集成電路速度快，廣泛地應用于模擬集成電路和數字集成電路。
雙極型集成電路制造工藝簡介：原始材料是直徑為75～150毫米摻P型雜質的硅單晶棒，電阻率ρ=10歐·厘米左右。其工藝流程是：先經過切片、研磨和拋光等工藝（是硅片制備工藝)制備成厚度約300～500微米的圓形硅片作為襯底，然后進行外延生長、氧化、光刻、擴散、蒸發、壓焊和多次硅片清洗，最后進行表面鈍化和成品封裝。制作雙極型集成電路芯片需要經過 5次氧化，對氧化硅(SiO2）薄層進行5次光刻，刻蝕出供擴散摻雜用的圖形窗口。最后還經過兩次光刻，刻蝕出金屬鋁互連布線和鈍化后用于壓焊點的窗口。因此，整套雙極型集成電路掩模版共有 7塊。即使通常省去鈍化工藝，也需要進行6次光刻，需要6塊掩模版。
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