【正文】 完全不同的物理現(xiàn)象，這就暗示晶體管效應(yīng)有其獨(dú)特之處。又經(jīng)過一個(gè)多月的反復(fù)思索 ,一個(gè)念頭卻在心中越來越明晰了，那就是以往的研究之所以失敗，根本原因在于人們不顧一切地盲目模仿真空三極管。然而，物理學(xué)家肖克利等人卻堅(jiān)信晶體管大有前途，它的巨大潛力還沒有被人們所認(rèn)識(shí)。 18 1947年 12月 23日 第一個(gè)晶體管 NPN Ge晶體管 W. Schokley J. Bardeen W. Brattain 獲得 1956年Nobel物理獎(jiǎng) 19 的確，當(dāng)時(shí)的點(diǎn)接觸晶體管利用觸須接點(diǎn)，很不穩(wěn)定，噪聲大，頻率低，放大功率小，性能還趕不上電子管，制作又很困難。在公眾的心目中，晶體管不過是實(shí)驗(yàn)室的珍品而已。然而，對(duì)于它的實(shí)用價(jià)值，人們大都表示懷疑。 17 晶體管發(fā)明半年以后，在 1948年 6月 30日，貝爾實(shí)驗(yàn)室首次在紐約向公眾展示了晶體管。布拉頓發(fā)現(xiàn)，在鍺片的底面接上電極，在另一面插上細(xì)針并通上電流，然后讓另一根細(xì)針盡量靠近它，并通上微弱的電流，這樣就會(huì)使原來的電流產(chǎn)生很大的變化。 16 布拉頓早在 1929年就開始在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室工作，長期從事半導(dǎo)體的研究，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。 巴丁和布拉頓實(shí)驗(yàn)成功的這種晶體管，是金屬觸絲和半導(dǎo)體的某一點(diǎn)接觸，故稱點(diǎn)接觸晶體管。在這值得慶祝的時(shí)刻，布拉頓按捺住內(nèi)心的激動(dòng)，仍然一絲不茍地在實(shí)驗(yàn)筆記中寫道：“電壓增益 100，功率增益 40，電流損失 1/…… 親眼目睹并親耳聽聞音頻的人有吉布尼、摩爾、巴丁、皮爾遜、肖克利、弗萊徹和包文。這一天，巴丁和布拉頓把兩根觸絲放在鍺半導(dǎo)體晶片的表面上，當(dāng)兩根觸絲十分靠近時(shí)，放大作用發(fā)生了。但是也沒有得到非常理想的確結(jié)果 . 1945年秋天，貝爾實(shí)驗(yàn)室成立了以肖克萊為首的半導(dǎo)體研究小組，成員有布拉頓、巴丁等人。這一理論認(rèn)為表面現(xiàn)象可以引起信號(hào)放大效應(yīng)。人們得到的效應(yīng)比預(yù)期的要小得多。根據(jù)這一方案，他們仿照真空三極管的原理，試圖用外電場(chǎng)控制半導(dǎo)體內(nèi)的電子運(yùn)動(dòng)。 14 開始，布拉頓和巴丁在研究晶體管時(shí)，采用的是肖克利提出的場(chǎng)效應(yīng)概念。 美國人 威廉 后來又轉(zhuǎn)入普林斯頓大學(xué)攻讀固體物理， 1936年獲得博士學(xué)位。 溫文儒雅的美國人 約翰 布拉頓 也是美國人， 1902年 2月 10日出生在中國南方美麗的城市廈門，當(dāng)時(shí)他父親受聘在中國任教。1 微電子學(xué)概論 2 參考書： 《 微電子學(xué)概論 》 張興 /黃如 /劉曉彥 北京大學(xué)出版社 2022年 1月 3 本課程的目的 ?什么是微電子學(xué)和微電子學(xué)是研究什么的； ?對(duì)微電子學(xué)的發(fā)展歷史 、 現(xiàn)狀和未來有一個(gè)比較清晰的認(rèn)識(shí)； ?初步掌握半導(dǎo)體物理 、 半導(dǎo)體器件物理 、 集成電路工藝 、 集成電路設(shè)計(jì) 、集成電路 CAD方法 、 MEMS技術(shù) 、 特種微電子器件 、 納米電子學(xué) 、 分子電子學(xué)等基本概念 ， 對(duì)微電子學(xué)的整體有一個(gè)比較全面的認(rèn)識(shí) 。 4 主 要 內(nèi) 容 ? 微電子技術(shù)發(fā)展歷史 ? 半導(dǎo)體物理 ?半導(dǎo)體器件基礎(chǔ) ? 集成電路制造工藝 ? 集成電路設(shè)計(jì) ? 特種微電子器件 ? 微機(jī)電系統(tǒng) ?納米電子學(xué) ?分子電子學(xué) ?微電子技術(shù)發(fā)展的規(guī)律和趨勢(shì) 5 緒 論 ?什么是微電子學(xué) ?晶體管的發(fā)明 ?集成電路的發(fā)展歷史 ?集成電路的分類 ?微電子學(xué)的特點(diǎn) 6 ?微電子學(xué)： Microelectronics ?微電子學(xué) —— 微型電子學(xué) ?核心 —— 集成電路 7 ?集成電路： ?Integrated Circuit，縮寫 IC ?通過一系列特定的加工工藝，將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無源器件，按照一定的電路互連，“集成”在一塊半導(dǎo)體單晶片（如硅或砷化鎵）上，封裝在一個(gè)外殼內(nèi)，執(zhí)行特定電路或系統(tǒng)功能 8 封裝好的集成電路 9 集成電路 ?集成電路的內(nèi)部電路 Vdd A B Out 10 ?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 ?1946年第一臺(tái)計(jì)算機(jī)： ENIAC 11 第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)：ENIAC Electronic Numerical Integrator and Calculator 1946年 2月 14日 Moore School，Univ. of Pennsylvania 18,000個(gè)電子管組成 大?。洪L 24m，寬 6m，高 速度： 5000次 /sec；重量： 30噸； 功率： 140KW；平均無故障運(yùn)行時(shí)間： 7min 12 微電子科學(xué)技術(shù)的 發(fā)展歷史 晶體管的發(fā)明 13 沃爾特 布拉頓是實(shí)驗(yàn)專家， 1929年獲得明尼蘇達(dá)大學(xué)的博士學(xué)位后，進(jìn)入貝爾研究所從事真空管研究工作。巴丁 是一個(gè)大學(xué)教授的兒子， 1908年在美國威斯康星州的麥迪遜出生，相繼于 1928年和 1929年在威斯康星大學(xué)獲得兩個(gè)學(xué)位。 1945年來到貝爾實(shí)驗(yàn)室工作。肖克利 ， 1910年 2月 13日生于倫敦，曾在美國麻省理工學(xué)院學(xué)習(xí)量子物理， 1936年得到該校博士學(xué)位后，進(jìn)入久負(fù)盛名的貝爾實(shí)驗(yàn)室工作。場(chǎng)效應(yīng)設(shè)想是人們提出的第一個(gè)固體放大器的具體方案。但是事與愿違，實(shí)驗(yàn)屢屢失敗。經(jīng)過多少個(gè)不眠之夜的苦苦思索，巴丁又提出了一種新的理論 —— 表面態(tài)理論。表面態(tài)概念的引入，使人們對(duì)半導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的認(rèn)識(shí)前進(jìn)了一大步。 15 1947年 12月 23日，人們終于得到了盼望已久的“寶貝”。世界第一只固體放大器 —— 晶體管也隨之誕生了?！痹诓祭D的筆記上，皮爾遜、摩爾和肖克利等人分別簽上了日期和他們的名字表示認(rèn)同。這種晶體管對(duì)電流、電壓都有放大作用。他們經(jīng)過一系列的實(shí)驗(yàn)和觀察，逐步認(rèn)識(shí)到半導(dǎo)體中電流放大效應(yīng)產(chǎn)生的原因。微弱電流少量的變化，會(huì)對(duì)另外的電流產(chǎn)生很大的影響，這就是 放大 作用。這個(gè)偉大的發(fā)明使許多專家不勝驚訝。當(dāng)年 7月 1日的 《 紐約時(shí)報(bào) 》 只以 8個(gè)句子、 201個(gè)文字的短訊形式報(bào)道了本該震驚世界的這條新聞。估計(jì)只能做助聽器之類的小東西，不可能派上什么大用場(chǎng)。難怪人們對(duì)它無動(dòng)于衷。于是，在點(diǎn)接觸式晶體管發(fā)明以后，他