集成运放电路的绪论
老年痴呆症的前兆都有哪些？
老年痴呆症的前兆都有哪些？
老年痴呆在医学上又称之为阿尔兹海默病，阿尔兹海默病起病隐匿，可呈进行性发展，主要表现在认知功能减退和非认知性神经精神症状，很显然老年痴呆这种疾病主要是发生在老年患者身上，在我过65岁以上患者人群在3~7，女性高于男性，按此推算，在我国约有600~800万的患者，形势不容乐观。
随着年龄的增长，阿尔兹海默病患病率逐步上升的，约85岁以后，每3~4个老年患者中就有一个患者。患病的高危因素有女性雌激素水平低，高血糖、高胆固醇、高同型半胱氨酸血症、膳食因素、吸烟、低教育程度等。
阿尔兹海默病起病的先兆可分为两阶段，分别为痴呆前阶段和痴呆阶段。
1.痴呆前阶段主要表现为轻微的记忆力减退，学习和保存新知识的能力下降，在注意力、执行力、视空间的能力可出现轻度受损，但这一阶段并不影响日常生活能力。也不容易引起患者、亲属的注意。
2.痴呆阶段，疾病发展到了这一阶段，日常的生活能力是明显受损的，这一阶段又可分为轻、中、重程度之分；
2)1.轻度主要体现在记忆力障碍，如近期记忆力下降，当病程进一步发展，可出现远期记忆力下降，患者还会出现情绪上的表现，如焦虑、疲乏、消极、暴怒、自私、多疑等。
2)2.中度除了记忆力障碍以外，还会出现社会功能减退，如工作、学习、交流等，既往熟之的技能、知识出现衰退，计算力、逻辑思维、分析能力等均出现明显衰退。还可出现失语、失用、失认；在性格上可出现明显的精神异常，例如原本性格内向的患者可出现言语增多、兴奋、激惹，原本性格外向的患者可出现沉默寡言，甚至丧失了羞耻感（随地大小便）。
3）3.疾病发展到了重度，这就意味着患者无法独立生活，不能完成日常简单的生活事项，例如进食、穿衣，终日无语卧床，情绪上可出现情感淡漠，苦笑无常。该患者晚期可并发各种全身性的疾病，例如尿道感染、肺部感染、压疮及全身器官功能衰竭。
阿尔兹海默病发病机制有多种学说，某些学说认为该病涉及基因突变；而tau蛋白学说认为过度磷酸化的tau蛋白影响了神经元骨架微管蛋白稳定，进而导致神经原纤维缠结形成，破坏了神经原及突触。
这种疾病难以预防，且这种疾病目前治疗困难，还没有能逆转认知缺损的药物，临床目前的治疗主要是对症治疗，有效的护理能延长患者的生存及改善患者生活质量。
芯片中的晶体管是个什么鬼？
晶体管（transistor）是一种固体半导体器件，具有检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制等多种功能。晶体管作为一种可变电流开关，能够基于输入电压控制输出电流。与普通机械开关（如Relay、switch）不同，晶体管利用电讯号来控制自身的开合，而且开关速度可以非常快，实验室中的切换速度可100GHz以上。
指内含集成电路的硅片，体积很小，常常是计算机或其他电子设备的一部分。
广义上，只要是使用微细加工手段制造出来的半导体片子，都可以叫做芯片，里面并不一定有电路。比如半导体光源芯片；比如机械芯片，如MEMS陀螺仪；或者生物芯片如DNA芯片。在通讯与信息技术中，当把范围局限到硅集成电路时，芯片和集成电路的交集就是在“硅晶片上的电路”上。芯片组，则是一系列相互关联的芯片组合，它们相互依赖，组合在一起能发挥更大的作用，比如计算机里面的处理器和南北桥芯片组，手机里面的射频、基带和电源管理芯片组。
以下这篇文章和你一起学习，《芯片里面的几千万的晶体管是怎么装进去的？》，来自网摘。
要想造个芯片, 首先, 你得画出来一个长这样的玩意儿给Foundry (外包的晶圆制造公司)
(此处担心有版权问题… 毕竟我也是拿别人钱干活的苦逼phd… 就不放全电路图了… 大家看看就好， 望理解！）
再放大...
我们终于看到一个门电路啦! 这是一个NAND Gate(与非门), 大概是这样:
A, B 是输入, Y是输出.
其中蓝色的是金属1层, 绿色是金属2层, 紫色是金属3层, 粉色是金属4层...
那晶体管(更正, 题主的晶体管 自199X年以后已经主要是 MOSFET, 即场效应管了 ) 呢
仔细看图, 看到里面那些白色的点吗 那是衬底, 还有一些绿色的边框 那些是Active Layer (也即掺杂层.)
然后Foundry是怎么做的呢 大体上分为以下几步:
首先搞到一块圆圆的硅晶圆, (就是一大块晶体硅, 打磨的很光滑, 一般是圆的)
图片按照生产步骤排列. 但是步骤总结单独写出.
1、湿洗(用各种试剂保持硅晶圆表面没有杂质)
2、光刻 (用紫外线透过蒙版照射硅晶圆, 被照到的地方就会容易被洗掉, 没被照到的地方就保持原样. 于是就可以在硅晶圆上面刻出想要的图案. 注意, 此时还没有加入杂质, 依然是一个硅晶圆. )
3、 离子注入(在硅晶圆不同的位置加入不同的杂质, 不同杂质根据浓度/位置的不同就组成了场效应管.)
4.1、干蚀刻 (之前用光刻出来的形状有许多其实不是我们需要的,而是为了离子注入而蚀刻的. 现在就要用等离子体把他们洗掉, 或者是一些第一步光刻先不需要刻出来的结构, 这一步进行蚀刻).
4.2、湿蚀刻(进一步洗掉, 但是用的是试剂, 所以叫湿蚀刻).--- 以上步骤完成后, 场效应管就已经被做出来啦~ 但是以上步骤一般都不止做一次, 很可能需要反反复复的做, 以达到要求. ---
5、等离子冲洗(用较弱的等离子束轰击整个芯片)
6、热处理, 其中又分为:
6.1、快速热退火 (就是瞬间把整个片子通过大功率灯啥的照到1200摄氏度以上, 然后慢慢地冷却下来, 为了使得注入的离子能更好的被启动以及热氧化)
6.2、退火
6.3、热氧化 (制造出二氧化硅, 也即场效应管的栅极(gate) )
7、化学气相淀积(CVD), 进一步精细处理表面的各种物质
8、物理气相淀积 (PVD),类似, 而且可以给敏感部件加coating
9、分子束外延 (MBE) 如果需要长单晶的话就需要这个..
10、电镀处理
11、化学/机械 表面处理然后芯片就差不多了, 接下来还要:
12、晶圆测试
13、晶圆打磨就可以出厂封装了.我们来一步步看:
就可以出厂封装了.我们来一步步看:
1、上面是氧化层, 下面是衬底(硅) -- 湿洗
2、一般来说, 先对整个衬底注入少量(10^10 ~ 10^13 / cm^3) 的P型物质(最外层少一个电子), 作为衬底 -- 离子注入
3、先加入Photo-resist, 保护住不想被蚀刻的地方 -- 光刻
4、上掩膜! (就是那个标注Cr的地方. 中间空的表示没有遮盖, 黑的表示遮住了.) -- 光刻
5、紫外线照上去... 下面被照得那一块就被反应了 -- 光刻
6、撤去掩膜. -- 光刻
7、把暴露出来的氧化层洗掉, 露出硅层(就可以注入离子了) -- 光刻
8、把保护层撤去. 这样就得到了一个准备注入的硅片. 这一步会反复在硅片上进行(几十次甚至上百次). -- 光刻
9、然后光刻完毕后, 往里面狠狠地插入一块少量(10^14 ~ 10^16 /cm^3) 注入的N型物质就做成了一个N-well (N-井) -- 离子注入
10、用干蚀刻把需要P-well的地方也蚀刻出来. 也可以再次使用光刻刻出来. -- 干蚀刻
11、上图将P-型半导体上部再次氧化出一层薄薄的二氧化硅. -- 热处理
12、用分子束外延处理长出的一层多晶硅， 该层可导电 -- 分子束外延
13、进一步的蚀刻, 做出精细的结构. (在退火以及部分CVD) -- 重复3-8光刻 湿蚀刻13 进一步的蚀刻, 做出精细的结构. (在退火以及部分CVD) -- 重复3-8光刻 湿蚀刻
14、再次狠狠地插入大量(10^18 ~ 10^20 / cm^3) 注入的P/N型物质, 此时注意MOSFET已经基本成型. -- 离子注入
15、用气相积淀 形成的氮化物层 -- 化学气相积淀
16、将氮化物蚀刻出沟道 -- 光刻 湿蚀刻
17、物理气相积淀长出 金属层 -- 物理气相积淀
18、将多余金属层蚀刻. 光刻 湿蚀刻重复 17-18 长出每个金属层哦对了... 最开始那个芯片, 大小大约是1.5mm x 0.8mm
啊~~ 找到一本关于光刻的书, 更新一下, 之前的回答有谬误..
书名: IC Fabrication Technology By BOSE
细说一下光刻. 题主问了: 小于头发丝直径的操作会很困难, 所以光刻(比如说100nm)是怎么做的呢
比如说我们要做一个100nm的门电路(90nm technology), 那么实际上是这样的:
这层掩膜是第一层, 大概是10倍左右的Die Size有两种方法制作: Emulsion Mask 和 Metal MaskEmulsion Mask:
这货分辨率可以达到 2000line / mm (其实挺差劲的... 所以sub-micron ,也即um级别以下的 VLSI不用... )这货分辨率可以达到 2000line / mm (其实挺差劲的... 所以sub-micron ,也即um级别以下的 VLSI不用... )制作方法: 首先: 需要在Rubylith (不会翻译...) 上面刻出一个比想要的掩膜大个20倍的形状 (大概是真正制作尺寸的200倍), 这个形状就可以用激光什么的刻出来, 只需要微米级别的刻度.
然后:
给!它!照!相! , 相片就是Emulsion Mask! 给!它!照!相! , 相片就是Emulsion Mask! 如果要拍的照片太大, 也有分区域照的方法. Metal Mask:
制作过程: 1、先做一个Emulsion Mask, 然后用Emulsion Mask以及我之前提到的17-18步做Metal Mask! 瞬间有种Recursion的感觉有木有!!!
2、Electron beam:
大概长这样
制作的时候移动的是底下那层. 电子束不移动.
就像打印机一样把底下打一遍.
好处是精度特别高, 目前大多数高精度的(100nm技术)都用这个掩膜. 坏处是太慢...
做好掩膜后:
Feature Size k*lamda / NA
k一般是0.4, 跟制作过程有关; lamda是所用光的波长; NA是从芯片看上去, 放大镜的倍率.
以目前的技术水平, 这个公式已经变了, 因为随着Feature Size减小, 透镜的厚度也是一个问题了
Feature Size k * lamda / NA^2
恩.. 所以其实掩膜可以做的比芯片大一些. 至于具体制作方法, 一般是用高精度计算机探针 激光直接刻板. Photomask(掩膜) 的材料选择一般也比硅晶片更加灵活, 可以采用很容易被激光汽化的材料进行制作.
这个光刻的方法绝壁是个黑科技一般的点! 直接把Lamda缩小了一个量级, With no extra cost! 你们说吼不吼啊!
Food for Thought: Wikipedia上面关于掩膜的版面给出了这样一幅图, 假设用这样的掩膜最后做出来会是什么形状呢
于是还没有人理Food for thought...
附图的步骤在每幅图的下面标注, 一共18步.
最终成型大概长这样:
其中, 步骤1-15 属于 前端处理 (FEOL), 也即如何做出场效应管
步骤16-18 (加上许许多多的重复) 属于后端处理 (BEOL) , 后端处理主要是用来布线. 最开始那个大芯片里面能看到的基本都是布线! 一般一个高度集中的芯片上几乎看不见底层的硅片, 都会被布线遮挡住.
SOI (Silicon-on-Insulator) 技术:
传统CMOS技术的缺陷在于: 衬底的厚度会影响片上的寄生电容, 间接导致芯片的性能下降. SOI技术主要是将 源极/漏极 和 硅片衬底分开, 以达到(部分)消除寄生电容的目的.
传统:
SOI:
制作方法主要有以下几种(主要在于制作硅-二氧化硅-硅的结构, 之后的步骤跟传统工艺基本一致.)1. 高温氧化退火:
在硅表面离子注入一层氧离子层
等氧离子渗入硅层, 形成富氧层
高温退火
成型.
或者是2. Wafer Bonding(用两块! )不是要做夹心饼干一样的结构吗 爷不差钱! 来两块!
来两块!
对硅2进行表面氧化
对硅2进行氢离子注入对硅2进行氢离子注入
翻面
将氢离子层处理成气泡层将氢离子层处理成气泡层
切割掉多余部分切割掉多余部分
成型! 再利用
光刻
离子注入离子注入
微观图长这样:
再次光刻 蚀刻
撤去保护, 中间那个就是Fin撤去保护, 中间那个就是Fin
门部位的多晶硅/高K介质生长门部位的多晶硅/高K介质生长
门部位的氧化层生长门部位的氧化层生长
长成这样
源极 漏极制作(光刻 离子注入)
初层金属/多晶硅贴片
蚀刻 成型
物理气相积淀长出表面金属层(因为是三维结构, 所有连线要在上部连出)
机械打磨(对! 不打磨会导致金属层厚度不一致)
成型! 成型!
连线
大概就是酱紫...