ch1微电子产业概述

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1、为什么要学习该课程？理由很简单自从1998年以来，电子工业是世界上规模最大的工业，其全球销售量超过一万亿美元。而半导体器件正是此工业的基础。另外，要更深入地了解电子学的相关课程，拥有半导体器件的最基本的知识是必要的，它也可以使你对现代这个由电子技术发展而来的信息时代有所贡献。1980－2000年的全球国民生产总值（WGP）及电子、汽车、半导体和钢铁工业的销售量，并外插此曲线到2010年止半导体工业的核心是什么？从上图中可以得知：电子工业和半导体工业已经超过传统的钢铁工业、汽车工业，成为21世纪的高附加值、高科技的产

2、业。电子工业的高速发展依赖于半导体工业的快速提高，而在半导体工业中其核心是集成电路（电集成、光集成、光电集成），集成电路在性能、集成度、速度等方面的快速发展是以半导体物理、半导体器件、半导体制造工艺的发展为基础的。核心是：集成电路【IntegratedCircuit：IC】通过一系列特定的平面制造工艺，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关系，“集成”在一块半导体单晶片上，并封装在一个保护外壳内，能执行特定的功能复杂电子系统。半导体器件物理为其提供了基础知识，是半导体工业的发展平台。

3、IC的战略地位集成电路的战略地位首先表现在当代国民经济的“食物链”关系。进入信息化社会的判据：半导体产值占工农业总产值的0.5%。据美国半导体协会（SIA）预测电子信息服务业30万亿美元相当于1997年全世界GDP总和电子装备6-8万亿元集成电路产值1万亿美元GDP≈50万亿美元2012年中国IT企业与Intel公司利润的比较同样，TI公司的技术创新，数字信号处理器（DSP）使它的利润率比诺基亚高出10个百分点。几乎所有的传统产业与微电子技术结合，用集成电路芯片进行智能改造，都可以使传统产业重新焕发青春；全国各行业

4、的风机、水泵的总耗电量约占了全国发电量的30%，仅仅对风机、水泵采用变频调速等电子技术进行改造，每年即可节电500亿度以上，相当于三个葛洲坝电站的发电量(157亿度/年)；固体照明工程，对白炽灯进行高效节能改造，并假设推广应用30%，所节省的电能相当于三座大亚弯核电站的发电量(139亿度/年)。微电子对传统产业的渗透与带动作用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

5、础软件：TCP/IP、DNS、LDAP、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:“网络微电子产业的战略重要性2020年世界最大的30个市场领域：其中与微电子相关的22个市场：5万亿美元（NikkeiBusiness1999）是否回答你的疑问？第1章微电子产业概论1.1引言硅片:制造集成电路的基本半导体材料是圆形硅单晶薄片，称为硅片（业界俗称晶圆片或晶圆--SiliconWafer）。芯片:在硅片制造厂，由硅片生产的半导体产品，称为芯片或微芯片(Chip)。

6、1.2微电子产业发展史真空电子管的发明放大电子信号的真空三极管是由LeeDeForest于1906年发明的。真空三极管由三个部件构成，在一个抽空气体的玻璃容器中分别封入两个电极（阴极和屏极）和一个栅极。为了使部件不被烧毁，同时还要保证电子能够在电极间的传输，必须采用真空无线电通信、一种相对新的材料，称为硅的单晶体，在20世纪初曾被用于将无线电通信讯号从交流转换为直流。半导体材料从狭义上来讲：微电子工业中的半导体材料主要是指：锗（Ge）、硅（Si）、砷化镓（GaAs）。从广义上来讲：半导体材料还包括各种氧化物半导体，

7、有机半导体等。常用半导体材料比较材　料描　述锗（Ge）最早用于半导体器件制造的材料之一，1947年发明的第一个晶体管就是用锗制造。硅（Si）目前最主要的半导体材料；容易形成高质量的氧化层；禁带宽度比锗大，工作温度高；价格便宜，低成本。砷化镓（GaAs）电子迁移率高，主要用于高速器件；热稳定性低，缺陷高，低本征氧化度。晶体管的发明1946年1月，Bell实验室正式成立半导体研究小组,W.Schokley，J.Bardeen、W.H.Brattain。Bardeen提出了表面态理论，Schokley给出了实现放大器的基

8、本设想，Brattain设计了实验。1947年12月23日，第一次观测到了具有放大作用的晶体管。第一个平面晶体三级管集成电路的发明1952年5月，英国科学家G.W.A.Dummer第一次提出了集成电路的设想。1958年以（德州仪器公司）TI的科学家基尔比(ClairKilby)为首的研究小组研制出了世界上第一块集成电路，并于1959年公布了该结果。Intle