半導(dǎo)體集成電路原理教材(已修改)
2025-01-07 06:22 本頁(yè)面
【正文】 1 半導(dǎo)體集成電路原理 2 微電子器件原理 半導(dǎo)體物理與器件 微電子工藝基礎(chǔ) 集成電路 微波器件 MEMS 傳感器 光電器件 課程地位 固體物理 半導(dǎo)體物理 3 定義： 集成電路就是把許多分立組件制作在同一個(gè)半導(dǎo)體芯片上所形成的電路。在制作的全過(guò)程中作為一個(gè)整體單元進(jìn)行加工。 早在 1952年，英國(guó)的杜默 (Geoffrey W. A. Dummer) 就提出集成電路的構(gòu)想。 1958年 9月 12日，德州儀器公司 (Texas Instruments)的基爾比 (Jack Kilby， 1923~ )，細(xì)心地切了一塊鍺作為電阻，再用一塊 pn結(jié)面做為電容，制造出一個(gè)震蕩器的電路，并在 1964年獲得專利，首度證明了可以在同一塊半導(dǎo)體芯片上能包含不同的組件。 1964年，快捷半導(dǎo)體 (Fairchild Semiconductor)的諾宜斯 (Robert Noyce， 1927~1990)，則使用平面工藝方法，即借著蒸鍍金屬、微影、蝕刻等方式，解決了集成電路中，不同組件間導(dǎo)線連結(jié)的問(wèn)題。 集 成 電 路 的 發(fā) 展 4 ? 在 1970年代， 決定半導(dǎo)體工業(yè)發(fā)展方向的，有兩個(gè)最重要的因素，那就是 微處理器 (micro processor)與 半導(dǎo)體內(nèi)存 (semiconductor memory) 。 ? 在微處理器方面： ? 1968年 ，諾宜斯和摩爾成立了英特爾 (Intel) 公司，不久，葛洛夫 (Andrew Grove) 也加入了。 ? 1969年， 一個(gè)日本計(jì)算器公司比吉康 (Busi) 和英特爾接觸，希望英特爾生產(chǎn)一系列計(jì)算器芯片，但當(dāng)時(shí)任職于英特爾的霍夫 (Macian E. Hoff) 卻設(shè)計(jì)出一個(gè)單一可程序化芯片， ? 5 ? 1971年 11月 15日， 世界上第一個(gè)微處理器4004誕生了，它包括一個(gè)四位的平行加法器、十六個(gè)四位的緩存器、一個(gè)儲(chǔ)存器 (accumulator) 與一個(gè)下推堆棧 (pushdown stack)，共計(jì)約二千三百個(gè)晶體管； 4004與其它只讀存儲(chǔ)器、移位緩存器與隨機(jī)取內(nèi)存，結(jié)合成 MCS4微電腦系統(tǒng)；從此之后，各種集成度更高、功能更強(qiáng)的微處理器開(kāi)始快速發(fā)展，對(duì)電子業(yè)產(chǎn)生巨大影響。三十年后， 英特爾的Pentium III已經(jīng)包含了一千萬(wàn)個(gè)以上的晶體管。 6 在 內(nèi)存芯片方面： 1965年 ，快捷公司的施密特 (J. D. Schmidt) 使用金氧半技術(shù)做成實(shí)驗(yàn)性的隨機(jī)存取內(nèi)存。 1969年 ，英特爾公司推出第一個(gè)商業(yè)性產(chǎn)品，這是一個(gè) 使用硅柵極、 p型溝道的 256位隨機(jī)存取內(nèi)存。 ? 發(fā)展過(guò)程中最重要的一步，就是 1969年 ， IBM的迪納 (R. H. Dennard) 發(fā)明了只需一個(gè)晶體管和一個(gè)電容器，就可以儲(chǔ)存一個(gè)位的記憶單元；由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密度又高，現(xiàn)今半導(dǎo)體制程的發(fā)展水平常以動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存的容量為標(biāo)志。 7 ? 大致而言， ? 1970年有 1K的產(chǎn)品； ? 1974年進(jìn)步到 4K (柵極線寬 10微米 )； ? 1976年 16K （ 5微米）； ? 1979年 64K (3微米 )； ? 1983年 256K （ ）； ? 1986年 1M （ ）；
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