微電子器件工藝學(xué)ppt課件(已修改)
2025-05-24 07:50 本頁面
【正文】 微電子器件工藝學(xué) 序言 趙岳 聯(lián)系電話 : 13817882241, 56336339 Email: 地址 : 電子材料系 319室或 210室 微電子科技的重要性 ? 微電子技術(shù)已經(jīng)滲透到社會的各個領(lǐng)域，影響面極廣，發(fā)展微電子技術(shù)是當(dāng)今高科技發(fā)展的關(guān)鍵問題 ? 微電子科學(xué)是固體物理，微電子器件工藝和電子學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新科學(xué) 微電子工業(yè)是戰(zhàn)略性工業(yè) ? 它是技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)；是投資密集型產(chǎn)業(yè)；是電子工業(yè)中的重工業(yè)。 ? 微電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展規(guī)模和科技水平是衡量一個國家綜合實力的重要標志。 ? 發(fā)達國家國民經(jīng)濟生產(chǎn)值增長部分的 55％與微電子有關(guān)。 半導(dǎo)體工業(yè)的構(gòu)成 ? 半導(dǎo)體工業(yè)包括材料供應(yīng)、電路設(shè)計、芯片制造和半導(dǎo)體工業(yè)設(shè)備及化學(xué)品供應(yīng)五大塊。 ? 目前有三類企業(yè)：一種是集設(shè)計、制造、封裝和市場銷售為一體的公司；另一類是做設(shè)計和銷售的公司，他們是從芯片生產(chǎn)廠家購買芯片；還有一種是芯片生產(chǎn)工廠，他們可以為顧客生產(chǎn)多種類型的芯片。 微電子技術(shù)的變遷 ? 電子管 弗萊明在 1904年發(fā)明真空二極管，福雷斯特在 1912年發(fā)明了真空二極管，第一臺計算機就是用真空管和繼電器在 1946年發(fā)明的 ? 晶體管 巴丁和布拉頓在 1947年發(fā)明第一個點接觸的晶體管，在 1948年，肖克萊提出了結(jié)型晶體管理論；在 1956年和巴丁，布拉頓一起獲得諾貝爾物理學(xué)獎 ? 集成電路 1960年，美國人基爾比在 1958年發(fā)明了第一個鍺集成電路；1960年，美國德州儀器公司制造了第一個商用的集成電路；基爾比在 2022年獲得諾貝爾物理學(xué)獎 電子管 ? 電子管又稱 “ 真空管 ” ? 電子管擁有三個最基本的極 ? 陰極：釋放出電子流 ? 屏極：吸引和收集陰極發(fā)射的電子 ? 柵極：控制電子流的流量 晶體管 ? 半導(dǎo)體是制造晶體管的基本材料 ? 本征半導(dǎo)體、自由電子和空穴 ? 共價電子與 N型半導(dǎo)體 、 P型半導(dǎo)體 ? pn結(jié) ? 二極管和三極管 第一代半導(dǎo)體材料 : 硅 , 鍺 ……………… 第二代半導(dǎo)體材料 : 砷化稼 ,磷化稼 ,磷化銦 ……………. 第三代半導(dǎo)體材料 : 碳化硅 ,立方氮化硼 ,氮化稼 ,氮化鋁 ,硒化鋅 ....... 半導(dǎo)體材料 半導(dǎo)體材料分類 類別 主要材料 元素半導(dǎo)體 Si, Ge, C， Se,α Sn, P, Te, B (As,Sb是半金屬 ,I是絕緣體 ) 化合物半導(dǎo)體 GaAs,GaP,InP,GaN,SiC,ZnS,ZnSe,CdTe,PbS,CuInS 固溶體半導(dǎo)體 GaAlAs, GaInAs, HgCdTe,SiGe, GaAlInN,InGaAsP 非晶及微晶半導(dǎo)體 α Si:H,α GaAs, GeTeSe,As2Se3As2Te3,μ cGe:H, μ cSiC 微結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體 納米 Si, GaAlAs/GaAs, InGaAs(P)/InP等超晶格及量子（阱，線，點）微結(jié)構(gòu)材料 有機半導(dǎo)體 C60，萘，蒽，聚苯硫醚，聚乙炔等 半（?。┐虐雽?dǎo)體 Cd1xMnxTe, Ga1xMnxAs, MnAs/NiAs/GaAs 半導(dǎo)體陶瓷 BaTiO3,SrTiO3,TiO2MgCr2O4 自由載流子濃度隨溫度變化的一般規(guī)律 硅 ,鍺 反向擊穿 電壓 U(BR) 導(dǎo)通壓降 外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通。 外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴? 正向特性 反向特性 特點：非線性 U I 死區(qū)電壓 P N + – P N – + 二極管原理 三極管原理 若在基極與發(fā)射極之間加一信號，在收集極與發(fā)射極之間就會產(chǎn)生一被放大的信號 集成電路 ? 定義： 把由若干個晶體管、電阻、電容等器件組成的、實現(xiàn)某種特定功能的電子線路，集中制造在一塊小小的半導(dǎo)體芯片上，大體上可以分為三類，半導(dǎo)體集成電路，混合集成電路及薄膜集成電路。半導(dǎo)體集成電路又可以分為雙極型集成電路和金屬－氧化物－半導(dǎo)體集成電路。 ? 優(yōu)點： 1，降低互連的寄生效應(yīng)； 2，可充分利用半導(dǎo)體晶片的空間和面積； 3，大幅度降低制造成本。 集成電路的發(fā)展 ? 1960年出現(xiàn)第一個邏輯電路（多諧振蕩器） ? 1962年開發(fā)了晶體管 晶體管邏輯（ TTL）系列的
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