《集成電路緒論》課件

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1、2021/9/201半導(dǎo)體集成電路2021/9/202第0章：緒論集成電路的基本概念？？？？過(guò)去、現(xiàn)狀、發(fā)展國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀課程內(nèi)容考核方法2021/9/203提綱--1集成電路的概念1.什么是集成電路？2.相關(guān)基本概念3.集成電路的分類2021/9/204什么是集成電路？電阻電容二極管三極管是不是集成電路？集成電路的概念2021/9/205將電子元器件按照一定的要求連接起來(lái),完成一定的功能集成電路的定義將所有元器件和連線做在同一個(gè)基板上,組成系統(tǒng)電路集成集成電路的概念2021/9/206集成電路—微電子技術(shù)的核心IntegratedCircuit，縮寫IC通過(guò)一系

2、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(wú)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)功能集成電路的概念2021/9/207日常生活中的集成電路無(wú)處不在，徹底滲入并改變了人類生活集成電路的概念2021/9/208集成電路的概念相關(guān)基本概念形狀：一般為正方形或矩形面積:幾平方毫米到幾百平方毫米。面積增大引起功耗增大、封裝困難、成品率下降，成本提高，可通過(guò)增大硅圓片直徑來(lái)彌補(bǔ)。晶圓尺寸(WaferSize)芯片尺寸(DieSize)6英寸、8英寸、12英寸幾平方毫米到幾百平方毫米2021/9

3、/209集成度、規(guī)模：每塊芯片包含的晶體管數(shù)目或等效邏輯門(2輸入的NAND,計(jì)算機(jī)閃存設(shè)備)的數(shù)量,1個(gè)2輸入的NAND=4個(gè)晶體管集成電路的概念2021/9/2010特征尺寸?集成電路器件中最細(xì)線條的寬度，對(duì)MOS器件常指柵極所決定的溝道幾何長(zhǎng)度，是一條工藝線中能加工的最小尺寸。?反映了集成電路版圖圖形的精細(xì)程度，特征尺寸的減少主要取決于光刻技術(shù)的改進(jìn)（光刻最小特征尺寸與曝光所用波長(zhǎng)）。2021/9/2011按電路規(guī)模分類按導(dǎo)電載流子類型分類按電路處理信號(hào)方式分類按實(shí)現(xiàn)方法分類按電路功能分類按設(shè)計(jì)方法分類集成電路的分類2021/9/2012小規(guī)模集成電路(Small

4、ScaleIC，SSI)中規(guī)模集成電路(MediumScaleIC，MSI)大規(guī)模集成電路(LargeScaleIC，LSI)超大規(guī)模集成電路(VeryLargeScaleIC，VLSI)特大規(guī)模集成電路(UltraLargeScaleIC，ULSI)巨大規(guī)模集成電路(GiganticScaleIC，GSI）集成電路的分類-1按電路規(guī)模分類2021/9/2013劃分集成電路規(guī)模的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字集成電路類別MOSIC雙極IC模擬集成電路SSI＜102＜100＜30MSI102～103100～50030～100LSI103～105500～2000100～300VLSI105～10

5、7＞2000＞300ULSI107～109GSI＞1092021/9/2014集成電路的分類-2按導(dǎo)電載流子類型分類（實(shí)現(xiàn)工藝）電流I參與導(dǎo)電的載流子既有空穴又有電子，稱為雙級(jí)型BJT型BipolarJunctionTransistor電流I參與導(dǎo)電的載流子只有空穴或電子，稱為單級(jí)型MOS型MOSTransistorBi-CMOSBi-CMOS是雙極型CMOS電路的簡(jiǎn)稱，邏輯部分采用CMOS結(jié)構(gòu)，輸出級(jí)采用雙極型三極管，兼有CMOS電路的低功耗和雙極型電路輸出阻抗低的優(yōu)點(diǎn)2021/9/2015集成電路的分類-3按電路處理信號(hào)方式分類輸入與輸出量均為二進(jìn)制的數(shù)字，不是高電

6、平，既是低電平，在數(shù)字電路中表現(xiàn)為“0”，“1”。數(shù)字集成電路01模擬集成電路輸入與輸出量為連續(xù)變化的模擬量數(shù)?；旌霞呻娐窋?shù)?；旌想娐肪褪窃谝粋€(gè)電路系統(tǒng)中既有數(shù)字元件,又有模擬元件,一般是帶有模數(shù)轉(zhuǎn)換（AD）或數(shù)模裝換（DA）部分的電路2021/9/2016混合集成電路由半導(dǎo)體集成電路，膜集成電路和分離元件中至少兩種構(gòu)成的集成電路半導(dǎo)體集成電路半導(dǎo)體單晶為基片，將構(gòu)成電路的各元器件制作于同一基片上，布線連接構(gòu)成的集成電路薄膜集成電路由金屬和金屬合金薄膜以及半導(dǎo)體薄膜制成元器件，布線連接構(gòu)成的集成電路按實(shí)現(xiàn)方法分類集成電路的分類-42021/9/2017按電路功能分類集

7、成電路的分類-5通用集成電路市場(chǎng)上能買到的具有通用功能的集成電路例如：74系列4000系列Memory芯片CPU芯片等專用標(biāo)準(zhǔn)集成電路有些專用芯片又有許多系統(tǒng)銷售商在販賣ASSP例如：ModemDVDdecoderVCDdecoder專用集成電路針對(duì)某一電路系統(tǒng)的要求而專門設(shè)計(jì)制造的;具有特定電路功能,通常市場(chǎng)上買不到的ASIC玩具狗芯片；?通信衛(wèi)星芯片?計(jì)算機(jī)工作站CPU中存儲(chǔ)器與微處理器間的接口芯片2021/9/2018集成電路的分類-6按設(shè)計(jì)方法分類全定制（FullCustom）IC:硅片沒有經(jīng)過(guò)加工，其各掩膜層都要按特定電路的要求