微電子學(xué)概論(第一章)(完整版)
【正文】 這種電路采用的有源器件是雙極晶體管，這正是取名為雙極集成電路的原因。 60年代后期，多晶硅取代 Al成為 MOS晶體管的柵材料。這些關(guān)鍵工藝為晶體管從點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)向平面型結(jié)構(gòu)過(guò)渡并使其集成化提供了基本的技術(shù)支持。 晶體管的發(fā)明l 經(jīng)過(guò)改進(jìn)，最后的結(jié)構(gòu)是在一個(gè)楔形的絕緣體上蒸金，然后用刀片將楔尖上的金劃開(kāi)一條小縫，即將金分割成間距很小的兩個(gè)觸點(diǎn)，將該楔形體與鍺片接觸，在鍺片表面形成間距約為 ，它們分別作為發(fā)射極和集電極，襯底作為基極，其具體結(jié)構(gòu) 如圖 11所示。l 實(shí)現(xiàn)社會(huì)信息化的網(wǎng)絡(luò)及其關(guān)鍵部件不管是各種計(jì)算機(jī)和 /或通訊機(jī)，它們的基礎(chǔ)都是 微電子 。微電子學(xué)概論任課教師：邱成軍參考書(shū)參考書(shū)l《微電子學(xué)概論》 張興，黃如，劉曉彥 北京大學(xué)出版社， 2023年 1月l《半導(dǎo)體器件物理與工藝》 施敏 科學(xué)出版社本課程的目的本課程的目的l 什么是微電子學(xué)和微電子學(xué)是研究什么的l 對(duì)微電子學(xué)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀和未來(lái)有一個(gè)比較清晰的認(rèn)識(shí)。– 1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)： ENIAC– 這樣的計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)入辦公室、車間、連隊(duì)和家庭？當(dāng)時(shí)有的科學(xué)家認(rèn)為全世界只要 4臺(tái) ENIAC– 目前，全世界計(jì)算機(jī)不包括微機(jī)在內(nèi)有幾百萬(wàn)臺(tái)，微機(jī)總量約 6億臺(tái)，每年由計(jì)算機(jī)完成的工作量超過(guò) 4000億人年工作量 晶體管的發(fā)明l 1833年英國(guó)物理學(xué)家法拉第發(fā)現(xiàn)氧化銀的電阻率隨溫度升高而增加。溝道長(zhǎng)度為溝道長(zhǎng)度為 柵長(zhǎng)為柵長(zhǎng)為 90納米的柵圖形照片納米的柵圖形照片 晶體管的發(fā)明l 同年，肖克萊又提出了利用兩個(gè) P型層中間夾一 N型層作為半導(dǎo)體放大結(jié)構(gòu)的設(shè)想，并于 1950年發(fā)明了單晶鍺 NPN結(jié)型晶體管。 集成電路的發(fā)展歷史l 從此，電子工業(yè)進(jìn)入了 IC時(shí)代，經(jīng)過(guò) 40余年的發(fā)展，集成電路已經(jīng)從最初的小規(guī)模發(fā)展到目前的巨大規(guī)模集成電路和系統(tǒng)芯片，單個(gè)電路芯片集成的元件數(shù)從當(dāng)時(shí)的十幾個(gè)發(fā)展到目前的幾億個(gè)甚至幾十億個(gè)。 70年代中期，利用 LOCOS隔離的 NMOS（全部 N溝 MOS晶體管）集成電路開(kāi)始商業(yè)化。雙極晶體管是由于它的工作機(jī)制依賴于電子和空穴兩種類型的載流子而得名。 按結(jié)構(gòu)形式的分類（ 2）混合集成電路：是指將多個(gè)半導(dǎo)體集成電路芯片與各種分立元器件通過(guò)一定的工藝進(jìn)行二次集成，構(gòu)成功能器件，該功能器件最后被封裝在一個(gè)管殼中，作為一個(gè)整體使用。它采用的工藝主要有真空蒸發(fā)、濺射等，各種薄膜的圖形通常采用光刻、腐蝕等工序?qū)崿F(xiàn)。線性集成電路又叫做放大集成電路，這是因?yàn)榉糯笃鞯妮敵鲂盘?hào)電壓波形通常與輸入信號(hào)的波形相似，只是被放大了許多倍，它們兩者之間成線性關(guān)系。為了使大家對(duì)這一節(jié)有一個(gè)更清晰的總體認(rèn)識(shí)，我們將前面討論的幾種集成電路分類方法總結(jié)成圖 13。信息技術(shù)發(fā)展的方向是多媒體、網(wǎng)絡(luò)化和個(gè)體化。所有這些都只能依賴于微電子技術(shù)的支撐才能成為現(xiàn)實(shí)。微電子學(xué)作為電子學(xué)的一門(mén)分支學(xué)科，主要是研究電子或離子在固體材料中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用，并利用它實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理功能的科學(xué)。 按電路功能分類（ 3）數(shù)?；旌霞呻娐罚?Digital –Analog IC）： 既包含數(shù)字電路，又包含模擬電路的新型電路稱為數(shù)模混合集成電路。由于這些電路都具有某種特定的邏輯功能，因此也稱它為邏輯電路。 按結(jié)構(gòu)形式的分類
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