微电子学概论复习提要

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1、期末考试必备神极复习资料1、基本概念微电子：微电子技术是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，微电子技术是微电子学中的各项工艺技术的总和微电子学是研究在固体（主要是半导体）材料上构成的微小型化电路、电路及微电子系统的电子学分支。P13集成电路：通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能集成度：集成电

2、路的集成度是指单块芯片上所容纳的元件数目。集成度越高，所容纳的元件数目越多。2、微电子的战略地位（对人类社会的巨大作用）（P2画红线）集成电路（IC）产值的增长率（RIC）高于电子工业产值的增长率（REI），电子工业产值的增长率又高于GDP的增长率（RGDP）。一般有一个近似的关系：RIC≈1.5~2REIREI≈3RGDP微电子对信息社会的重要性：INTERNET基础设施各种各样的网络：电缆、光纤(光电子)、无线...…路由和交换技术：路由器、交换机、防火墙、网关...…终端设备：PC、NetPC、WebTV...…网络基础软件：TCP/IP、DNS、LDA

3、P、DCE...…INTERNET服务信息服务:极其大量的各种信息交易服务:高可靠、高保密...…计算服务:“网络就是计算机!”,“计算机成了网络的外部设备!”当前，微电子产业的发展规模和科学技术水平已成为衡量一个国家综合实力的重要标志。3、集成电路的几种主要分类方法（1）按器件类型：双极集成电路：主要由双极晶体管构成（NPN型双极集成电路、PNP型双极集成电路）金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路：主要由MOS晶体管(单极晶体管)构成（NMOS、PMOS、CMOS(互补MOS)）双极-MOS(BiMOS)集成电路：同时包括双极和MOS晶体管的集成电路为Bi

4、MOS集成电路，综合了双极和MOS器件两者的优点，但制作工艺复杂（2）按规模：小规模集成电路(SmallScaleIC，SSI)、中规模集成电路(MediumScaleIC，MSI)、大规模集成电路(LargeScaleIC，LSI)、超大规模集成电路(VeryLargeScaleIC，VLSI)、特大规模集成电路(UltraLargeScaleIC，ULSI)、巨大规模集成电路(GiganticScaleIC，GSI）（3）按结构形式的分类：单片集成电路、混合集成电路：厚膜集成电路、薄膜集成电路（4）按电路功能分类：数字集成电路(DigitalIC)：它是指

5、处理数字信号的集成电路，即采用二进制方式进行数字计算和逻辑函数运算的一类集成电路模拟集成电路(AnalogIC)：它是指处理模拟信号(连续变化的信号)的集成电路线性集成电路：又叫做放大集成电路，如运算放大器、电压比较器、跟随器等非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路数模混合集成电路(Digital-AnalogIC)：例如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等4、一些英文缩写词：IC、VLSI、ULSI等微电子的特点：P131、半导体、N型半导体、P型半导体、本征半导体、非本征半导体半导体：材料的电阻率界于金属与绝缘材料之间的材料。这种材料在某个温度范围

6、内随温度升高而增加电荷载流子的浓度，电阻率下降。固体材料：超导体:大于106(Wcm)-1导体:106~104(Wcm)-1半导体:104~10-10(Wcm)-1绝缘体:小于10-10(Wcm)-1N型半导体：当硅中掺有施主杂质时，主要靠施主提供的电子导电，依靠空穴导电的半导体形成机理：在纯净的硅晶体中掺入Ⅴ族元素（如磷、砷、锑等），使之取代晶格中硅原子的位置，由于它们的最外层只有5个价电子，其中4个与周围硅原子形成共价键，多余的一个价电子便成了可以导电的自由电子，这样一个Ⅴ族杂志原子可以向半导体硅提供一个自由电子而本身成为带正电的离子，通常把这种杂质称为施

7、主杂质P型半导体：当硅中掺有受主杂质时，主要靠受主提供的空穴导电，依靠空穴导电的半导体形成机理：在纯净的硅晶体中掺入Ⅲ族元素（如硼），使之取代晶格中硅原子的位子，由于它们的最外层只有3个价电子，在与周围硅原子形成共价键时产生一个空穴，这样一个Ⅲ族杂志原子可以向半导体硅提供一个空穴，而本身接受一个电子成为带负电的离子，通常把这种杂质称为受主杂质本征半导体:完全不含杂质且无晶格缺陷的纯净半导体非本征半导体：当向半导体中添加受主或施主物质(称为掺杂物)，通过施主型杂质解离向导带注入电子或受主型杂质俘获价带电子产生了自由载流子，使本征半导体产生额外的电导，成为非本征半

8、导体。2、载流子、电子、空穴、平衡载流