Я пытался понять, как производятся процессоры с такими большими и сложными схемами. Но Создание процессора говорит только о проектировании транзисторных схем (может быть, это основная часть). Но как в ЦП добавляются дополнительные компоненты, такие как диоды, конденсаторы и т. д.?
В основном они изготавливаются так же, как транзисторы.
Если вы посмотрите на структуру MOSFET, вы увидите, что в ней действительно есть все необходимое для резисторов, конденсаторов и диодов.
Канал изготовлен из легированного кремния P-типа и N-типа, образующих два PN-перехода — фактически это можно представить как два встречно-параллельных PN-перехода диода. Итак, как сделать диод? вы просто удаляете один из переходов, оставляя себе PN-диод. Вы также можете сделать диоды Шоттки, используя переход металл-полупроводник, если он спроектирован правильно. Это также можно найти в полевых МОП-транзисторах — вы видите металл, соединяющийся с истоком / стоком, который, по сути, представляет собой переход металл-полупроводник — хотя он разработан не как диод за счет диффузии металла в полупроводник, но все же это та же структура.
Теперь посмотрите на ворота MOSFET. Это соединение металл-оксид-полупроводник (на самом деле это может быть и полиоксид-полупроводник). Оксид действует как диэлектрик, образующий конденсатор, поэтому вы видите разговор о емкости затвора для полевого МОП-транзистора как о важном параметре. Итак, у вас есть конденсатор.
Посмотрите на канал MOSFET. Проводя, он действует как резистор. На самом деле сами металлические слои настолько тонкие, что обладают заметным сопротивлением, а поликремний также можно использовать в качестве проводника с довольно высоким удельным сопротивлением.
Итак, давайте рассмотрим компоненты по отдельности.
Существуют различные типы диодов, из которых PN и диоды Шоттки являются двумя распространенными типами. Как они сделаны? Они изготавливаются по той же технологии, что и MOSFET. Чтобы сделать PN, вы добавляете один бит N-типа и бит рядом с ним P-типа, и у вас есть соединение PN. Для диода Шоттки вы добавляете немного кремния N-типа и строите металлический переход сверху.
Как сделать любой резистор? Просто сделайте след из резистивного материала определенной ширины и длины. Это может быть поликремний или металл в устройстве CMOS. Первые хороши для высокого сопротивления, вторые для низкого сопротивления.
Есть два вида, траншейный и металлический. В случае траншейных конденсаторов вы протравливаете кремний, осаждаете металл, затем оксидируете, затем снова металл. Это формирует относительно высокую емкость (для своего размера), которая обычно используется для памяти DDR. Вы также можете формировать металлические конденсаторы, используя слои межсоединений - в основном межсоединения представляют собой слои металла, разделенные оксидным слоем с низким значением k (низкой емкости). Если вы сделаете этот оксид с более высокой диэлектрической прочностью, вы сможете получить более высокую емкость.
Диоды уже есть, так как они просто PN-переход
С конденсаторами сложнее. Либо существуют определенные технологические этапы для их создания, либо используются паразитные емкости существующих структур.
Резисторы могут быть изготовлены из материала затвора или из какой-либо слабо легированной структуры.
В зависимости от того, как изготовлены различные компоненты, их качество может различаться, что иногда усложняет конструкцию (аналоговой) схемы.
pjc50
Асмыльдоф
Джиппи