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1、微电子器件工艺学序言赵岳联系电话:13817882241,56336339Email:zhaoyue1976@sohu.com地址:电子材料系319室或210室微电子科技的重要性微电子技术已经渗透到社会的各个领域，影响面极广，发展微电子技术是当今高科技发展的关键问题微电子科学是固体物理，微电子器件工艺和电子学基础上发展起来的一门新科学微电子工业是战略性工业它是技术密集型产业；是投资密集型产业；是电子工业中的重工业。微电子产业的发展规模和科技水平是衡量一个国家综合实力的重要标志。发达国家国民经济生产值增长部分的55％与微电子有关。半导体工业的构成半导体工业包括材料供应、电路设计、芯片制造
2、和半导体工业设备及化学品供应五大块。目前有三类企业：一种是集设计、制造、封装和市场销售为一体的公司；另一类是做设计和销售的公司，他们是从芯片生产厂家购买芯片；还有一种是芯片生产工厂，他们可以为顾客生产多种类型的芯片。微电子技术的变迁电子管弗莱明在1904年发明真空二极管，福雷斯特在1912年发明了真空二极管，第一台计算机就是用真空管和继电器在1946年发明的晶体管巴丁和布拉顿在1947年发明第一个点接触的晶体管，在1948年，肖克莱提出了结型晶体管理论；在1956年和巴丁，布拉顿一起获得诺贝尔物理学奖集成电路1960年，美国人基尔比在1958年发明了第一个锗集成电路；1960年，美国德
3、州仪器公司制造了第一个商用的集成电路；基尔比在2000年获得诺贝尔物理学奖电子管电子管又称“真空管”电子管拥有三个最基本的极阴极：释放出电子流屏极：吸引和收集阴极发射的电子栅极：控制电子流的流量晶体管半导体是制造晶体管的基本材料本征半导体、自由电子和空穴共价电子与N型半导体、P型半导体p-n结二极管和三极管第一代半导体材料:硅,锗………………第二代半导体材料:砷化稼,磷化稼,磷化铟…………….第三代半导体材料:碳化硅,立方氮化硼,氮化稼,氮化铝,硒化锌.......半导体材料半导体材料分类类别主要材料元素半导体Si,Ge,C，Se,α-Sn,P,Te,B(As,Sb是半金属,I是绝缘体
4、)化合物半导体GaAs,GaP,InP,GaN,SiC,ZnS,ZnSe,CdTe,PbS,CuInS固溶体半导体GaAlAs,GaInAs,HgCdTe,SiGe,GaAlInN,InGaAsP非晶及微晶半导体α-Si:H,α-GaAs,Ge-Te-Se,As2Se3-As2Te3,μc-Ge:H,μc-SiC微结构半导体纳米Si,GaAlAs/GaAs,InGaAs(P)/InP等超晶格及量子（阱，线，点）微结构材料有机半导体C60，萘，蒽，聚苯硫醚，聚乙炔等半（稀）磁半导体Cd1-xMnxTe,Ga1-xMnxAs,MnAs/NiAs/GaAs半导体陶瓷BaTiO3,SrTiO3
5、,TiO2-MgCr2O4自由载流子浓度随温度变化的一般规律硅0.5V,锗0.1V反向击穿电压U(BR)导通压降外加电压大于死区电压二极管才能导通。外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。正向特性反向特性特点：非线性UI死区电压PN+–PN–+二极管原理三极管原理若在基极与发射极之间加一信号，在收集极与发射极之间就会产生一被放大的信号集成电路定义：把由若干个晶体管、电阻、电容等器件组成的、实现某种特定功能的电子线路，集中制造在一块小小的半导体芯片上，大体上可以分为三类，半导体集成电路，混合集成电路及薄膜集成电路。半导体集成电路又可以分为双极型集成电路和金属－氧化物－半导体
6、集成电路。优点：1，降低互连的寄生效应；2，可充分利用半导体晶片的空间和面积；3，大幅度降低制造成本。集成电路的发展1960年出现第一个逻辑电路（多谐振荡器）1962年开发了晶体管-晶体管逻辑（TTL）系列的集成电路1972年，低功耗的集成注入逻辑（IIL）系列集成电路，同年，高速的发射极耦合逻辑（ECL）系列集成电路1970年，出现了1Kb的半导体动态存储器和1972年，推出的有2250个MOS场效应管的微处理器i4004导致了数字集成技术发生革命性的变化集成电路的主要应用：微型计算机，移动通信，汽车电子化等集成电路器件结构分类非饱和型PMOS型双极型MOS型CMOS型NMOS型Bi
7、MOS饱和型TTLI2LECLN沟MOS场效应晶体管P沟MOS场效应晶体管组合逻辑电路集成电路按结构分类双极型MOS型BiMOS型PMOSNMOSCMOSBiMOSBiCMOS按功能分类数字电路组合逻辑电路时序逻辑电路模拟电路线性电路非线性电路数字模拟混合电路接口电路双极型集成电路和MOS集成电路优缺点双极型集成电路中等速度、驱动能力强、模拟精度高、功耗比较大CMOS集成电路低的静态功耗、宽的电源电压范围、宽的输出电压幅度（无阈值损失），具有高
