芯片裡的晶體管是什麼樣子?

魏正華577


芯片裡的晶體管用肉眼看不到,只能用高倍電子顯微鏡放大10萬倍才能看到,裡面的結構就像一棟房子一樣。

芯片裡Mos管經過放大後的結構類型

Mos管在芯片中放大可以看到像一個“講臺”的三維結構,最上面的一層是一個低電阻的電極,通過絕緣體與下面的平臺隔開,它一般是採用了P型或N型的多晶硅用作柵極的原材料,下面的絕緣體就是二氧化硅。平臺的兩側通過加入雜質就是源極和漏極,它們的位置可以互換,兩者之間的距離就是溝道,就是這個距離決定了芯片的特性。


芯片裡三柵極晶體管的結構類型

三柵極晶體管很薄,只有8nm左右,離柵極很近,可以有效控制漏電,它的結構要更復雜一點,類似於一個平臺上面有一個十字型的物體,中間是硅體翅片,它可以三個方位控制電路,類似魚的後鰭。三柵極晶體管比MOS管更優秀,電流控制速度更快,減少洩露。



芯片內部大多是晶體管,採用層級的排列方式

芯片的體積越來越小,對集成電路的要求非常高,大部分用的都是晶體管,很少用到電感、電阻這些容易產生熱量的器件。它們在芯片內部採用的是層級排列方式,第一層有處理器、存儲器功能的晶體管封裝在一起並排,到了第二層或是第三層就是交錯排列方式。



當芯片工藝更進一步的時候,以現在的晶體管技術無法滿足條件。如果到了3納米的工藝節點,現在的晶體管已不適用,科學家們已經在研發新的多橋通道場效應管材料用於芯片製造。


星河方舟


芯片中的晶體管,就是沙子通過化學還原,並結合其它物理工藝提純到99.9999999%的晶體硅。然後通過紫外光雕刻成的成千成萬到億隻的晶體管兒。

具體的說,就是由沙子得到硅晶體(晶圓),然後有晶圓切片得到晶圓薄片,然後利用光刻機照射芯片設計圖案,把圖案投射到晶圓薄片上,雕刻出千千萬萬的晶體管。還可以在刻完的硅片上,再粘貼晶圓薄片,再在粘貼的薄片再刻出晶體管…做到一個芯片多層晶圓薄片,到達增加單位面積晶體管的數量…

每一個晶體管的導通截止分別代表著1和0,萬千個晶體管就代表著萬千的1或0(導通1.截止就為0)萬千的數字就代表著萬千編碼符號,由此晶體管越多,代表編碼的內容也就越多。科技人員把不同的任務,編程為不同的0.1排列代碼,當芯片輸入工作指令時,芯片會根據事先編輯好的對應代碼,快速的運算(晶體管開關截止排列1.0變化)得到新的編碼組合就是對應執行任務的參數變化(晶體管越多,代碼越多,解碼的越快)…


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