微電子學概論(第一章)(編輯修改稿)
2025-01-19 04:40 本頁面
【文章內容簡介】 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， MOS集成電路在整個集成電路領域中占的份額越來越大，已經成為集成電路領域的主流。雖然雙極集成電路在總份額中占的比例在減少，但它的絕對份額依然在增加，在一些應用領域中的作用短期內也不會被 MOS集成電路替代。 集成電路的發(fā)展歷史l 在早期的 MOS技術中，鋁柵 P溝 MOS晶體管是最主要的技術。 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， NMOS技術成為 70年代 MOS技術發(fā)展的主要推動力。 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。由于 CMOS具有功耗低、可靠性好、集成密度高等特點，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：按器件結構類型、集成電路規(guī)模、使用的基片材料、電路功能以及應用領域等進行分類。下面將簡要介紹按以上幾種常見的分類方法進行分類的結果。 按器件結構類型分類根據集成電路中有源器件的結構類型和工藝技術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 半導體（ MOS） 集成電路（ 3）雙極 MOS （ BiMOS） 集成電路 按器件結構類型分類（ 1）雙極集成電路：這種結構的集成電路是半導體集成電路中最早出現的電路形式。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制依賴于電子和空穴兩種類型的載流子而得名。 按器件結構類型分類（ 2）金屬 氧化物 半導體（ 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 半導體結構組成的場效應晶體管，它主要靠半導體表面電場感應產生的導電溝道工作。 按器件結構類型分類（ 3）雙極 MOS（ BiMOS） 集成電路：同時包括雙極和 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，但這種電路具有制作工藝復雜的缺點。目前集成電路的主流技術仍然是 CMOS技術。l 雙極集成電路：主要由雙極晶體管構成– NPN型雙極集成電路– PNP型雙極集成電路l 金屬 氧化物 半導體 (MOS)集成電路：主要由 MOS晶體管 (單極晶體管 )構成– NMOS– PMOS– CMOS(互補 MOS)l 雙極 MOS(BiMOS)集成電路：同時包括雙極和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，但制作工藝復雜優(yōu)點是速度高、驅動能力強，缺點是功耗較大、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 按器件結構類型分類按器件結構類型分類 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目l 小規(guī)模集成電
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