微电子技术概论_西电微电子

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1、微电子技术概论西安电子科技大学微电子学院董刚gdong@mail.xidian.edu.cn电话：88202562课程相关信息教材：微电子概论上课时间：每周三3-4节上课地点：西305考核方式：开卷内容&目的：介绍集成器件物理基础、集成电路制造工艺、集成电路设计和微电子系统设计等相关知识。掌握微电子方面的基础知识。第一章概论1-1集成电路基本概念一、什么是集成电路二、集成电路的发明和发展三、集成电路分类1-2学习要点一、ASIC研制过程二、IC设计流程三、课程知识框架一、什么是集成电路（IC：IntegratedCircuit）半导体集成电路是

2、用半导体工艺技术将电子电路的元件（电阻、电容、电感等）和器件（晶体管、传感器等）在同一半导体材料上“不可分割地”制造完成，并互连在一起，形成完整的有独立功能的电路和系统。一、什么是集成电路（IC：IntegratedCircuit）一、什么是集成电路（IC：IntegratedCircuit）一、什么是集成电路（IC：IntegratedCircuit）一、什么是集成电路（IC：IntegratedCircuit）一、什么是集成电路（IC：IntegratedCircuit）二、集成电路的发明和发展1.发展历程1947年12月23日，Bell实

3、验室，W.Shockley、J.Bardeen和W.Brattain发明了点接触三极管W.Shockley等三人于1956年获得诺贝尔奖二、集成电路的发明和发展1958年美国德克萨斯仪器（TI）公司的J.S.Kilby于研制出第一块IC同一年稍后，美国仙童公司研制出适用于工业化生产的集成电路。目前IC基本工艺尚未发生根本变化。J.S.Kilby于2000年获得诺贝尔奖二、集成电路的发明和发展二、集成电路的发明和发展二、集成电路的发明和发展二、集成电路的发明和发展二、集成电路的发明和发展2.IC发展的基本特点－Moore定律2.IC发展的基本特点

4、－Moore定律2.IC发展的基本特点－Moore定律每隔3年，特征尺寸缩小30%，集成度(每个芯片上集成的晶体管和元件的数目)提高4倍。每隔4年，“单个晶体管价格”缩小10倍。专用集成电路（ASIC）和存储器每1～2年其集成度和性能均翻番。2.IC发展的基本特点－Moore定律3.集成电路发展的其他特点(1)IC产业是“吞金”工程。(2)IC产业是“金蛋”工程。(3)“通用”IC产业已形成“垄断”趋势，进入的“门槛”很高。(4)“专用”IC“发展迅速”，并已形成产业专门化分工。(5)出现了一批Fabless公司，即专门进行集成电路设计的公司（

5、DesignHouse），将设计结果交由IC制造厂加工。(6)出现了一批Chipless公司，利用IC制造厂的工艺数据，设计具有自主知识产权的IC宏单元，(称为IP核)，不生成集成电路产品。(7)集成电路设计需要微电子、电路系统等多专业设计人员共同完成，各自发挥不同的技术专长作用。(8)ASIC主流产品为“数字集成电路”，但是技术难点是“模拟集成电路”，特别是“微波集成电路”设计二、集成电路的分类1.按电路的规模分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类三、

6、集成电路的分类6.按电路结构分类(1)半导体集成电路，又称为单片集成电路（MonolithicIC）(2)混合集成电路（HIC：HybricIntegratedCircuit）薄膜IC、厚膜IC、薄厚膜IC、多芯片组件(MCM：Multi－ChipMoudle)第一章概论1-1集成电路基本概念一、什么是集成电路二、集成电路的发明和发展三、集成电路分类1-2学习要点一、ASIC研制过程二、IC设计流程三、课程知识框架一、ASIC研制过程集成电路设计集成电路设计版图版图llayoayoutut制制版版掩掩膜膜版版MMAASKSK流水加流水加工工硅圆

7、硅圆片片WaWafferer划划片片裸裸片片ddieie封装封装封装后封装后的芯片的芯片一、ASIC研制基本过程ASIC研制包括5个阶段：(1)电路系统设计、(2)版图设计、(3)集成电路芯片加工制造、(4)集成电路封装、(5)成品测试和分析其中“设计”包括的具体工作如流程图所示。电路系统设计只是集成电路设计中的一半工作。XD521电路原理图XD521电路版图二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程三、课程知识框架1、集成器件

8、物理基础（8课时）*半导体相关知识、PN结、双极、JFET、MOSFET2、集成电路制造工艺（6课时）*氧化、扩散、离子注入、光刻、外延、金属化等3、