CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)是指互补金属氧化物半导体,是当今集成电路领域中最为流行的技术。CMOS VLSI(Very Large-Scale Integration)即指采用CMOS技术制作的超大规模集成电路。CMOS VLSI技术已经被广泛应用于电子计算机、通信、信息处理、娱乐等领域,是现代社会中不可或缺的一部分。
CMOS VLSI技术具有以下几个特点:
(1)低功耗:相比于其他非CMOS技术,CMOS VLSI的功耗较低,尤其适用于电池供电电子设备的应用。
(2)高可靠性:CMOS VLSI的器件结构简单,在性能、参数稳定性、抗干扰能力等方面有优良表现,使其在电路设计中受到极大的关注。
(3)高度集成:CMOS VLSI技术制作的集成电路可以达到非常高密度的集成程度,从而实现更为复杂的电路设计。
CMOS VLSI的制作过程是一个高度复杂的工程,它包括以下几个关键步骤:
(1)晶圆制备:首先需要通过化学蚀刻等方法将硅片切割成能够容纳大量芯片的晶圆。
(2)沉积:利用化学气相沉积(CVD)将氧化物堆积在晶片表面,作为绝缘层。
(3)掩模光刻技术:利用光刻胶和遮罩图案进行掩膜,暴光照射晶圆并用化学方法去掉未暴光区域的光刻胶。
(4)电离注入和扩散:对晶片进行强化掺杂处理形成导体、掺杂区域。
(5)金属化:将金属沉积在晶圆表面,形成金属线,作为电路中的导线。
CMOS VLSI技术被广泛应用于以下几个方面:
(1)电子计算机:CMOS VLSI是计算机中重要的硬件组件,如CPU、RAM、ROM、各种控制器等均采用CMOS VLSI技术制造。
(2)通信:在通信工程中有大量的芯片需要使用到CMOS VLSI技术,如各种数字信号处理器、AD转换器、DA转换器等。
(3)娱乐:在音频、视频和图像处理领域,CMOS VLSI技术是压缩和解压缩数字信号的重要手段。