微电子学总结

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1、第一章微电子学概论1，微电子学的概念（简答题）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及系统的电子学分支（填空、选择）微电子学——微型电子学核心——集成电路2，集成电路的概念集成电路：IntegratedCircuit，缩写IC。是指通过一系列工艺,在单片半导体材料上(Si或GaAs)加工出许多元器件（有源和无源），这些元器件按照一定要求连接起来，作为一个不可分割的整体执行某一特定功能。3，晶体管的发明ENIAC计算机是由电子管构成的（填空、选择）1947年12月23日，第一次观测到了具有放大作用的晶体管4，历史方向1958年基尔比研制出了世界上第一块集成电路，并于1959

2、年公布Moore定律狭义：集成电路产业的集成度按照每18个月翻一番的速度递增（填空）特征尺寸是指器件中最小线条宽度,常常作为技术水平的标志。5，集成电路的分类按照器件结构类型双极MOSBiMOS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BiMOS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。按照集成电路规模小规模集成电路(SmallScaleIC，SSI

3、)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）按照结构形式单片集成电路：混合集成电路：按照电路功能数字集成电路(DigitalIC)：它是指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)：数模混合集成电路(Digital-AnalogIC)微电子学中的空间尺度通常是以微米(mm,1mm＝10

4、－6m)和纳米(nm,1nm=10-9m)为单位的。微电子学的特点是什么？微电子学：电子学的一门分支学科微电子学以实现电路和系统的集成为目的，故实用性极强。微电子学是信息领域的重要基础学科微电子学是一门综合性很强的边缘学科微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电子学发展的方向微电子学的渗透性极强第一章半导体物理和器件物理基础什么是半导体？金属：电导率106～104(W∙cm-1)，不含禁带；半导体：电导率104~10-10(W∙cm-1)，含禁带；绝缘体：电导率<10-10(W∙cm-1)，禁带较宽；半导体的特点：（1）电导率随温度上升而指数上升；（2）杂质的

5、种类和数量决定其电导率；（3）可以实现非均匀掺杂；（4）光辐照、高能电子注入、电场和磁场等影响其电导率；半导体材料锗，硅：地球上含量最丰富的元素之一，微电子产业用量最大、也是最重要的半导体材料。化合物半导体：III族元素和V族构成的III-V族化合物如，GaAs(砷化镓)，2，本征半导体的定义完全纯净结构完整3，导电机理本征激发在较高温度下，由于热激发，使一些价电子获得足够的能量而脱离共价键的束缚，成为自由电子，同时共价键上留下一个空位，称为空穴。这种现象称为本征激发。4，杂质半导体N型半导体：自由电子浓度大大增加的杂质半导体，也称为（电子半导体)。在硅或锗晶体中掺入少量的五价元素磷(或锑)P

6、型半导体：空穴浓度大大增加的杂质半导体，也称为（空穴半导体）。在硅或锗晶体中掺入少量的三价元素，如硼（或铟），半导体中的能带，共有化运动看微电子学概论书的pdf格式1，半导体的能带结构（填空选择）导带价带Eg价带：0K条件下被电子填充的最外层价电子能级（能量最高）对应的能带导带：0K条件下未被电子填充的能量最低的能带禁带：导带底与价带顶之间能带带隙：导带底与价带顶之间的能量差（禁带宽度）导体、绝缘体和半导体的能带(T=0K)比较导带禁带价带导带禁带价带半满带满带绝缘体半导体导体半导体中的载流子：在半导体中，存在两种载流子，电子以及电子流失导致共价键上留下的空位（空穴）均被视为载流子。通常N型半

7、导体中指自由电子，P型半导体中指空穴，它们在电场作用下能作定向运动，形成电流。迁移率：单位电场作用下载流子获得平均速度，反映了载流子在电场作用下输运多子与少子是相对概念。如：在N型半导体中自由电子是多数载流子，简称为“多子”；空穴为小数载流子，称为“少子”。而在P型中则相反。电阻率ρ和电导率σ互为倒数电子迁移率空穴迁移率1，费米能级和载流子统计分布为费米能级　费米能级的物理意义是，该能级上的一个状