微電子技術(shù).pdf

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1、微電子技術(shù)微電子學(xué)系李寧5135521713817715852li_ning@fudan.edu.cn微電子(Microelectronics)技術(shù)?微電子--微型電子電路基于固體物理、器件物理和電子學(xué)理論和方法，利用微細(xì)加工技術(shù)，在半導(dǎo)體材料上實(shí)現(xiàn)微小固體電子器件和集成電路的一門技術(shù)。其核心是半導(dǎo)體集成電路及其相關(guān)技術(shù)。內(nèi)容?概述-微電子學(xué)發(fā)展及介紹?微觀世界-半導(dǎo)體物理與器件?集成電路工藝制造-摩爾定律?制造設(shè)備和新產(chǎn)品-集成電路的一個(gè)瓶頸?集成電路設(shè)計(jì)和流程-宏觀到微觀?電路仿真-技術(shù)的變遷?集成電路測試、封裝及可靠性-不可忽略的技術(shù)?新工藝、

2、新材料、新技術(shù)和新標(biāo)準(zhǔn)-探索和創(chuàng)新?我國微電子與世界的距離-奮起直追參考資料1.?微電子學(xué)概論?第二版，張興、黃如，北京大學(xué)2.?微電子概論?，郝躍、賈新章，高等教育出版社3.?半導(dǎo)體集成電路?，朱正涌，清華大學(xué)出版社一，概述-微電子學(xué)發(fā)展及介紹產(chǎn)業(yè)變化?紡織業(yè)和機(jī)械制造業(yè)?電氣化（電磁現(xiàn)象，電磁感應(yīng)定律，電磁波理論和電磁鐵）?新材料，新能源，生物工程，海洋工程，航空航天技術(shù)和電子信息技術(shù)微電子學(xué)研究電子或離子在固體材料中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及其應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理功能的科學(xué)，是以實(shí)現(xiàn)電路和系統(tǒng)的集成為目的。是信息領(lǐng)域的重要基礎(chǔ)學(xué)科，研究并實(shí)現(xiàn)信息獲取、傳輸、存

3、儲(chǔ)、處理和輸出的科學(xué)。涉及學(xué)科:固體物理學(xué)、量子力學(xué)、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、材料學(xué)、電子線路、信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、測試與加工、圖論、化學(xué)等。微型電子電路技術(shù)核心-集成電路技術(shù)集成電路（IntegratedCircuit--IC）?集成電路設(shè)計(jì)（design）?集成電路制造（manufacture）?集成電路封裝（packaging）?集成電路測試（testing）微電子發(fā)展和現(xiàn)狀?1823—發(fā)現(xiàn)硅?1853—生長出硅晶體?1874—Braun最早對(duì)半導(dǎo)體器件(金屬-半導(dǎo)體接觸)作系統(tǒng)研究?1886—發(fā)現(xiàn)鍺?1907—Round電致熒光現(xiàn)象(發(fā)光二

4、極管,LED)?1938—Schottky勢(shì)壘(金屬-半導(dǎo)體接觸中的勢(shì)壘起源于半導(dǎo)體中穩(wěn)定的空間電荷,而非由于一個(gè)化學(xué)層的存在)?1947—Bardeen和Brattain發(fā)明了點(diǎn)接觸晶體管?1947—Schottky發(fā)表p-n結(jié)和雙極型晶體管經(jīng)典性文章(三人1956諾貝爾獎(jiǎng))?1952--Schottky提出結(jié)型場效應(yīng)晶體管Ebers晶閘管的基本模型—用途最多的開關(guān)器件之一?1952—G.W.A.Dummer在美國工程師協(xié)會(huì)座談會(huì)上提出IC設(shè)想?1954—Chapin、Fuller和Pearson太陽能電池?1957–Kroemer建議采用異質(zhì)結(jié)雙

5、極晶體管提高e的效率(速度最快)?1958—Esaki發(fā)明隧道二極管(在重?fù)诫sp-n結(jié)中觀察到負(fù)阻效應(yīng))對(duì)半導(dǎo)體物理學(xué)的貢獻(xiàn)非常大，(1973諾貝爾獎(jiǎng))?1958—TI的C.Kilby研究小組第一塊IC(IntegratedCircuit)?1960—Kahng和Atalla報(bào)道了MOSFET?1962-1963PMOS,NMOS,CMOS?1962—Kahng、Atalla和Quist激光二極管?1963—F.M.Wanlass和C.T.Sah首次提出CMOS技術(shù)?1967—非揮發(fā)存儲(chǔ)器EPROM、EEPROM、FRAM?1968—硅柵MOS電路?

6、1970—貝爾實(shí)驗(yàn)室的電荷偶合器件(CCD)?1970—共振隧穿二極管?1971—Intel1024位（1K）動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）?1971—Intel第一個(gè)微處理器（4004）2250個(gè)MOS管，8umPMOS工藝，主頻108KHz?1974—Motorola8位微處理器(6800)6umNMOS工藝，5400個(gè)晶體管?肖克萊、巴丁和布諾頓發(fā)明了晶體管—20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一?信號(hào)放大特性?肖克萊與斯帕克斯、迪爾共同發(fā)明了單晶鍺NPN結(jié)型晶體管?1952年G.W.A.Dummer提出集成電路設(shè)想?1958年C.Kilby研究小組第一塊IC—

7、在鍺襯底上制作相移振蕩和觸發(fā)器,12個(gè)器件IntelCPU芯片?1982--80286主頻8-12MHz,2.0-1.5umNMOS工藝，13.4萬晶體管?1985—80386主頻16-33MHz,1.5-1.0umCMOS工藝，2.75萬晶體管?1989—80486主頻25-50MHz,1.0-0.6umCMOS工藝，120萬晶體管?1991—80586奔騰60-166MHz,0.8um工藝，310萬晶體管?9564位高能奔騰(pentium)MMXCPU(0.6um);9764位奔騰Ⅱ,?99奔騰Ⅲ,450-600M0.25um,…2001PⅣ,

8、1.7GHz現(xiàn)狀2002－2005年全球各地區(qū)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)銷售狀況表單位：2002200320042005億美