微電子技術(shù)及其發(fā)展論文

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1、微電子學(xué)論文前言：隨著半導(dǎo)體新興技術(shù)的發(fā)展，微電子成為越來越多人青睞的專業(yè)之一。微電子學(xué)是一門綜合性很強的邊緣學(xué)科，其中包括了半導(dǎo)體器件物理、集成電路工藝和集成電路及系統(tǒng)的設(shè)計、測試等多方面的內(nèi)容；設(shè)計了固體物理學(xué)、量子力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計物理學(xué)、材料科學(xué)、電子線路、信號處理、計算機輔助設(shè)計、測試和加工、圖論、化學(xué)等多個領(lǐng)域。下面我就從如下幾個方面來談?wù)勎㈦娮拥囊恍┗厩闆r。一微電子學(xué)（Microelectronics）是電子學(xué)的一門分支學(xué)科，主要是研究電子或離子在固體材料中的運動規(guī)律及其應(yīng)用，并利用它實現(xiàn)信號處理功能的學(xué)科。它以實現(xiàn)電路和系

2、統(tǒng)的集成為目的的微電子學(xué)又是信息領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)學(xué)科，在這一領(lǐng)域上，微電子學(xué)是研究并實現(xiàn)信息獲取、傳輸、存儲、處理和輸出的科學(xué)，是研究信息獲取的科學(xué)，構(gòu)成了信息科學(xué)的基石，其發(fā)展書評直接影響著整個信息技術(shù)的發(fā)展。微電子科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平和產(chǎn)業(yè)規(guī)模是一個國家經(jīng)濟實力的重要標(biāo)志。微電子技術(shù)是在電子電路和系統(tǒng)的超小型化和微型化過程中逐漸形成和發(fā)展起來的，第二次大戰(zhàn)中、后期，由于軍事需要對電子設(shè)備提出了不少具有根本意義的設(shè)想，并研究出一些有用的技術(shù)。1947年晶體管的發(fā)明，后來又結(jié)合印刷電路組裝使電子電路在小型化的方面前進了一大步。到1958年前后已

3、研究成功以這種組件為基礎(chǔ)的混合組件。集成電路的主要工藝技術(shù)，是在50年代后半期硅平面晶體管技術(shù)和更早的金屬真空涂膜學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。19614年出現(xiàn)了磁雙極型集成電路產(chǎn)品。1962年生產(chǎn)出晶體管——晶體管理邏輯電路和發(fā)射極藉合邏輯電路。MOS集成電路出現(xiàn)。由于MOS電路在高度集成方面的優(yōu)點和集成電路對電子技術(shù)的影響，集成電路發(fā)展越來越快。70年代，微電子技術(shù)進入了以大規(guī)模集成電路為中心的新階段。隨著集成密度日益提高，集成電路正向集成系統(tǒng)發(fā)展，電路的設(shè)計也日益復(fù)雜、費時和昂貴。實際上如果沒有計算機的輔助，較復(fù)雜的大規(guī)模集成電路的設(shè)計是不

4、可能的。70年代以來，集成電路利用計算機的設(shè)計有很大的進展。制版的計算機輔助設(shè)計、器件模擬、電路模擬、邏輯模擬、布局布線的計算輔助設(shè)計等程序，都先后研究成功，并發(fā)展成為包括校核、優(yōu)化等算法在內(nèi)的混合計算機輔助設(shè)計，乃至整套設(shè)備的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)。集成電路制造的計算機管理，也已開始實現(xiàn)。此外，與大規(guī)模集成和超大規(guī)模集成的高速發(fā)展相適應(yīng)，有關(guān)的器件材料科學(xué)和技術(shù)、測試科學(xué)和計算機輔助測試、封裝技術(shù)和超凈室技術(shù)等都有重大的進展。電子技術(shù)發(fā)展很快，在工藝技術(shù)上，微細加工技術(shù)，如電子束、離子束、X射線等復(fù)印技術(shù)和干法刻蝕技術(shù)日益完善，使生產(chǎn)上在到亞

5、微米以至更高的光刻水平，集成電路的集成棄將超大型越每片106—107個元件，以至達到全圖片上集成一個復(fù)雜的微電子系統(tǒng)。高質(zhì)量的超薄氧化層、新的離子注入退火技術(shù)、高電導(dǎo)高熔點金屬以其硅化物金屬化和淺歐姆結(jié)等一系列工藝技術(shù)正獲得進一步的發(fā)展。在微電子技術(shù)的設(shè)計和測試技術(shù)方面，隨著集成度和集成系統(tǒng)復(fù)雜性的提高，冗余技術(shù)、容錯技術(shù)，將在設(shè)計技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。微電子學(xué)中實現(xiàn)的電路和系統(tǒng)又成為集成電路和集成系統(tǒng)，是微小化的；在微電子學(xué)中的空間尺寸通常是以微米（μm，1μm=10?6m）和納米（nm，1nm=10?9m）為單位的。是研究在固體（主要是半

6、導(dǎo)體）材料上構(gòu)成的微小型化電路、電路及系統(tǒng)的電子學(xué)分支。作為電子學(xué)的分支學(xué)科，它主要研究電子或例子在固體材料中的運動規(guī)律及其應(yīng)用，并利用它實現(xiàn)信號處理功能的科學(xué)，以實現(xiàn)電路的系統(tǒng)和集成為目的，實用性強。二下面介紹一下有關(guān)微電子學(xué)得一個重要分支——真空微電子學(xué)的基本情況。三集成電路設(shè)計的流程一般先要進行軟硬件劃分，將設(shè)計基本分為兩部分：芯片硬件設(shè)計和軟件協(xié)同設(shè)計。芯片硬件設(shè)計包括：1．功能設(shè)計階段。設(shè)計人員產(chǎn)品的應(yīng)用場合，設(shè)定一些諸如功能、操作速度、接口規(guī)格、環(huán)境溫度及消耗功率等規(guī)格，以做為將來電路設(shè)計時的依據(jù)。更可進一步規(guī)劃軟件模塊及硬件模

7、塊該如何劃分，哪些功能該整合于SOC內(nèi)，哪些功能可以設(shè)計在電路板上。2．設(shè)計描述和行為級驗證供能設(shè)計完成后，可以依據(jù)功能將SOC劃分為若干功能模塊，并決定實現(xiàn)這些功能將要使用的IP核。此階段將接影響了SOC內(nèi)部的架構(gòu)及各模塊間互動的訊號，及未來產(chǎn)品的可靠性。決定模塊之后，可以用VHDL或Verilog等硬件描述語言實現(xiàn)各模塊的設(shè)計。接著，利用VHDL或Verilog的電路仿真器，對設(shè)計進行功能驗證（functionsimulation，或行為驗證behavioralsimulation）。注意，這種功能仿真沒有考慮電路實際的延遲，但無法獲得

8、精確的結(jié)果。3．邏輯綜合確定設(shè)計描述正確后，可以使用邏輯綜合工具（synthesizer）進行綜合。綜合過程中，需要選擇適當(dāng)?shù)倪壿嬈骷欤╨ogiccelllibrary），作為