芯片里的晶体管是什么样子?

魏正华577


芯片里的晶体管用肉眼看不到,只能用高倍电子显微镜放大10万倍才能看到,里面的结构就像一栋房子一样。

芯片里Mos管经过放大后的结构类型

Mos管在芯片中放大可以看到像一个“讲台”的三维结构,最上面的一层是一个低电阻的电极,通过绝缘体与下面的平台隔开,它一般是采用了P型或N型的多晶硅用作栅极的原材料,下面的绝缘体就是二氧化硅。平台的两侧通过加入杂质就是源极和漏极,它们的位置可以互换,两者之间的距离就是沟道,就是这个距离决定了芯片的特性。


芯片里三栅极晶体管的结构类型

三栅极晶体管很薄,只有8nm左右,离栅极很近,可以有效控制漏电,它的结构要更复杂一点,类似于一个平台上面有一个十字型的物体,中间是硅体翅片,它可以三个方位控制电路,类似鱼的后鳍。三栅极晶体管比MOS管更优秀,电流控制速度更快,减少泄露。



芯片内部大多是晶体管,采用层级的排列方式

芯片的体积越来越小,对集成电路的要求非常高,大部分用的都是晶体管,很少用到电感、电阻这些容易产生热量的器件。它们在芯片内部采用的是层级排列方式,第一层有处理器、存储器功能的晶体管封装在一起并排,到了第二层或是第三层就是交错排列方式。



当芯片工艺更进一步的时候,以现在的晶体管技术无法满足条件。如果到了3纳米的工艺节点,现在的晶体管已不适用,科学家们已经在研发新的多桥通道场效应管材料用于芯片制造。


星河方舟


芯片中的晶体管,就是沙子通过化学还原,并结合其它物理工艺提纯到99.9999999%的晶体硅。然后通过紫外光雕刻成的成千成万到亿只的晶体管儿。

具体的说,就是由沙子得到硅晶体(晶圆),然后有晶圆切片得到晶圆薄片,然后利用光刻机照射芯片设计图案,把图案投射到晶圆薄片上,雕刻出千千万万的晶体管。还可以在刻完的硅片上,再粘贴晶圆薄片,再在粘贴的薄片再刻出晶体管…做到一个芯片多层晶圆薄片,到达增加单位面积晶体管的数量…

每一个晶体管的导通截止分别代表着1和0,万千个晶体管就代表着万千的1或0(导通1.截止就为0)万千的数字就代表着万千编码符号,由此晶体管越多,代表编码的内容也就越多。科技人员把不同的任务,编程为不同的0.1排列代码,当芯片输入工作指令时,芯片会根据事先编辑好的对应代码,快速的运算(晶体管开关截止排列1.0变化)得到新的编码组合就是对应执行任务的参数变化(晶体管越多,代码越多,解码的越快)…


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