微電子學(xué)概論(第一章)(編輯修改稿)
2025-01-19 04:40 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 由于 MOS 集成電路具有功耗低、適合于大規(guī)模集成等優(yōu)點(diǎn)， MOS集成電路在整個(gè)集成電路領(lǐng)域中占的份額越來越大，已經(jīng)成為集成電路領(lǐng)域的主流。雖然雙極集成電路在總份額中占的比例在減少，但它的絕對(duì)份額依然在增加，在一些應(yīng)用領(lǐng)域中的作用短期內(nèi)也不會(huì)被 MOS集成電路替代。 集成電路的發(fā)展歷史l 在早期的 MOS技術(shù)中，鋁柵 P溝 MOS晶體管是最主要的技術(shù)。 60年代后期，多晶硅取代 Al成為 MOS晶體管的柵材料。 70年代中期，利用 LOCOS隔離的 NMOS（全部 N溝 MOS晶體管）集成電路開始商業(yè)化。由于 NMOS器件具有可靠性好、制造成本低等特點(diǎn)， NMOS技術(shù)成為 70年代 MOS技術(shù)發(fā)展的主要推動(dòng)力。 集成電路的發(fā)展歷史l 雖然早在 1963年就提出 CMOS工藝，并研制成功了 CMOS集成電路，但由于工藝技術(shù)的限制，直到 80年代 CMOS才迅速成為超大規(guī)模集成（ VLSI） 電路的主流技術(shù)。由于 CMOS具有功耗低、可靠性好、集成密度高等特點(diǎn)，目前 CMOS已成為集成電路的主流工藝。 集成電路的分類l 集成電路的應(yīng)用范圍廣泛，門類繁多，其分類方法也多種多樣，其中常見的分類方法主要包括：按器件結(jié)構(gòu)類型、集成電路規(guī)模、使用的基片材料、電路功能以及應(yīng)用領(lǐng)域等進(jìn)行分類。下面將簡(jiǎn)要介紹按以上幾種常見的分類方法進(jìn)行分類的結(jié)果。 按器件結(jié)構(gòu)類型分類根據(jù)集成電路中有源器件的結(jié)構(gòu)類型和工藝技術(shù)可以將集成電路分為三類：（ 1）雙極型集成電路（ 2）金屬 氧化物 半導(dǎo)體（ MOS） 集成電路（ 3）雙極 MOS （ BiMOS） 集成電路 按器件結(jié)構(gòu)類型分類（ 1）雙極集成電路：這種結(jié)構(gòu)的集成電路是半導(dǎo)體集成電路中最早出現(xiàn)的電路形式。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。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。 按器件結(jié)構(gòu)類型分類（ 2）金屬 氧化物 半導(dǎo)體（ MOS） 集成電路：這種電路中所用的晶體管為 MOS晶體管，故取名為 MOS集成電路。 MOS晶體管是由金屬 氧化物 半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)組成的場(chǎng)效應(yīng)晶體管，它主要靠半導(dǎo)體表面電場(chǎng)感應(yīng)產(chǎn)生的導(dǎo)電溝道工作。 按器件結(jié)構(gòu)類型分類（ 3）雙極 MOS（ BiMOS） 集成電路：同時(shí)包括雙極和 MOS晶體管的集成電路為BiMOS集成電路。 BiMOS集成電路綜合了雙極和 MOS器件兩者的優(yōu)點(diǎn)，但這種電路具有制作工藝復(fù)雜的缺點(diǎn)。目前集成電路的主流技術(shù)仍然是 CMOS技術(shù)。l 雙極集成電路：主要由雙極晶體管構(gòu)成– NPN型雙極集成電路– PNP型雙極集成電路l 金屬 氧化物 半導(dǎo)體 (MOS)集成電路：主要由 MOS晶體管 (單極晶體管 )構(gòu)成– NMOS– PMOS– CMOS(互補(bǔ) MOS)l 雙極 MOS(BiMOS)集成電路：同時(shí)包括雙極和MOS晶體管的集成電路為 BiMOS集成電路，綜合了雙極和 MOS器件兩者的優(yōu)點(diǎn)，但制作工藝復(fù)雜優(yōu)點(diǎn)是速度高、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是功耗較大、集成度較低功耗低、集成度高，隨著特征功耗低、集成度高，隨著特征尺寸的縮小，速度也可以很高尺寸的縮小，速度也可以很高 按器件結(jié)構(gòu)類型分類按器件結(jié)構(gòu)類型分類 按集成電路規(guī)模分類l 集成度：每塊集成電路芯片中包含的元器件數(shù)目l 小規(guī)模集成電
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