微電子復(fù)習(xí)資料(參考版)
2025-04-19 23:19本頁面
【正文】 21世紀的微電子技術(shù)仍將蓬勃發(fā)展，日新月異。（4） 微電子與其它學(xué)科結(jié)合誕生新的技術(shù)增長點微電子技術(shù)的強大生命力在于它可以低成本、大批量生產(chǎn)出具有高可靠性和高精度的微電子結(jié)構(gòu)模塊，這種技術(shù)與其它學(xué)科相結(jié)合，會誕生出一系列嶄新的學(xué)科和重大的經(jīng)濟增長點，作為與微電子技術(shù)成功結(jié)合的典型例子便是MEMS技術(shù)和DNA生物芯片等。產(chǎn)業(yè)能力和知識積累決定了硅基工藝起碼在今后30~50年內(nèi)仍起骨干作用，人們不會輕易放棄。第九章 微電子技術(shù)發(fā)展的規(guī)律和趨勢本章將簡要討論集成電路發(fā)展過程中的一些重要定律，今后微電子技術(shù)的發(fā)展趨勢和展望等。利用LIGA技術(shù)制作金屬等材料的微圖形主要由三步關(guān)鍵工藝組成，即首先利用同步輻射X射線光刻技術(shù)光刻出所要求的圖形，然后利用電鑄方法制作出與光刻膠圖形相反的金屬模具，再利用微塑鑄制備各種材料的微結(jié)構(gòu)。由于表面犧牲層工藝與集成電路工藝均采用薄膜技術(shù)，較容易將微機械結(jié)構(gòu)和集成電路集成在一起和批量生產(chǎn)，產(chǎn)品成本遠低于利用其它方法制造的MEMS產(chǎn)品，因此它有著廣泛的市場前景。鍵合的主要方法有靜電鍵合和墊鍵合兩種。深槽刻蝕與化學(xué)腐蝕相比可以更精確地控制結(jié)構(gòu)尺寸，可以批量加工，而且得到的機械結(jié)構(gòu)的厚度也比較大，保證了機械靈敏度。利用化學(xué)腐蝕得到的微機械結(jié)構(gòu)的厚度可以達到整個硅片的厚度，具有較高的機械靈敏度，因而生產(chǎn)的產(chǎn)品多被用于靈敏度較要求較高的軍事和航天等領(lǐng)域，但該方法與集成電路工藝不兼容，難以與集成電路進行集成，且存在難以準確控制橫向尺寸精度，器件尺寸較大等缺點。各向同性腐蝕是指對硅材料各個晶面的腐蝕速率相等的腐蝕技術(shù)。由于利用LIGA技術(shù)可以加工各種金屬、塑料和陶瓷等材料，而且利用該技術(shù)可以得到高深寬比的精細結(jié)構(gòu)，它的加工深度可以達到幾百微米，因此，LIGA技術(shù)也是一種比較重要的MEMS加工技術(shù)。制作MEMS器件的技術(shù)主要有三種，第一種是以日本為代表的利用傳統(tǒng)機械加工手段，即利用大機械制造小機器，再利用小機器制造微機器的方法；第二種是以美國為代表的利用化學(xué)腐蝕或集成電路工藝技術(shù)對硅材料進行加工，形成硅基MEMS器件；第三種是以德國為代表的LIGA技術(shù)，它是利用X射線光科技術(shù)，通過電鑄成型和鑄塑形成微結(jié)構(gòu)的方法。在MEMS技術(shù)中，一般采用振動式陀螺，主要包括振動弦式陀螺、音叉陀螺和振動殼式陀螺。最初的陀螺是利用旋轉(zhuǎn)物體的角動量守恒原理來測量角速度。根據(jù)這一原理人們很早就利用加速度計和陀螺進行輪船、飛機和航天器的導(dǎo)航，近些年來，人們又把這項技術(shù)用于汽車的自動駕駛和導(dǎo)彈的制造。根據(jù)目前的研究情況，除了進行信號處理的集成電路部件外。MEMS主要包括微型傳感器、執(zhí)行器和相應(yīng)的處理電路三部分。第八章微機電系統(tǒng)微機電系統(tǒng)是為電子機械系統(tǒng)的簡稱（MEMS）,廣義上講MEMS是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路、接口電路、通信和電源于一體的微型機電系統(tǒng)。電荷耦合器件（Charge Coupled Device,簡稱CCD）不同于其他器件的突出特點是以電荷作為信號，即利用電荷量代表信息，而其它器件則都是以電流或電壓作為信號的。半導(dǎo)體太陽能電池的種類繁多，使用的材料也很多。產(chǎn)生的電流與外電路相互作用，形成輸出信號，從而完成對光子的探測。一般的，光子探測器存在三個基本過程：光子入射到半導(dǎo)體中并通過激勵產(chǎn)生載流子。熱探測器是利用探測元吸收入射光輻射，產(chǎn)生熱，引起溫度上升，然后再借助各種物理效應(yīng)把溫度變化轉(zhuǎn)換成電學(xué)參量。（2） 光電探測器光電探測器是指對各種光輻射進行接收和探測的器件。發(fā)光二極管是靠注入載流子自發(fā)復(fù)合而引起的自發(fā)輻射，半導(dǎo)體激光器則是在外界誘發(fā)的作用下促使注入載流子復(fù)合而引起的受激輻射。光電子器件主要包括能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為光能的電致發(fā)光器件、將光能轉(zhuǎn)換成電能的太陽能電池以及利用電子學(xué)方法檢測光信號的光電探測器等三類。液晶顯示器具有驅(qū)動電壓和功耗低、體積小、重量輕、無X射線輻射等一系列優(yōu)點，受到了廣泛重視，發(fā)展非常迅速。從結(jié)構(gòu)上看，TFT可以分為立體結(jié)構(gòu)型平面結(jié)構(gòu)型。這種器材通常制作在絕緣襯底上的半導(dǎo)體薄膜材料上，它具有柵電極、源電極和漏電級。對于需要進行可測性設(shè)計的難測電路，利用IC設(shè)計軟件，可以自動地將可測邏輯加到所設(shè)計的電路中去，一般是加到電路的層次網(wǎng)表中，可測量邏輯包括掃描途經(jīng)電路、邊界掃描通路、內(nèi)建測試邏輯、特征量分析測試電路等。（2） 故障模擬和計算機輔助可測性設(shè)計故障模擬就是針對測試輸入向量集，對被測電路在不同故障狀態(tài)下進行邏輯模擬，得到所能檢測出的故障集，從而獲得故障覆蓋率。(CAT)技術(shù)集成電路測試是通過對電路加測試向量觀察相應(yīng)的輸出結(jié)果。版圖設(shè)計的CAD工具按工作方式可以分為三類：自動設(shè)計半自動設(shè)計人工設(shè)計器件模擬是在綜合器件結(jié)構(gòu)和摻雜分布的情況下，采用數(shù)值分析方法直接求解器的基本方程，得到器件的直流、瞬態(tài)、交流小信號等電學(xué)特征和某
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