半导体器件发展历史与现状

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1、半导体器件原理南京大学《半导体器件原理》教材：半导体器件基础美国B.L.AndersonandR.L.Anderson（清华大学出版社，中文版或英文影印版）主要参考书：(1)半导体物理与器件美国D.A.Neamen(电子工业出版社，中文版）（2）现代集成电路器件基础（FundamentalsofMODERNVLSIDEVICES）美国YUANTAUR（CAMBRIDGE，英文原版）时间、地点：星期二(双）1-2节教201星期四3-4节教201半导体器件原理南京大学课时安排（22次课计44学时）（9月15日---12月

2、25日计15周）引言：半导体的历史回顾与发展概况半导体材料（第一部分1-4章，回顾与复习）二极管（第二部分5-6章，回顾与复习）MOSFET（第三部分第7章）FET的补充分析(第三部分第8章）MOSFET器件性能与设计(第三部分补充）双极型器件：静电学特性（第四部分第9章）器件的时变分析（第四部分第10章）双极型器件性能与设计（第四部分补充）光电器件（第五部分第11章）半导体制造（附录C,自学)半导体器件原理南京大学课程要求：（1）掌握主要微电子、光电子器件工作的基本原理（2）掌握与器件相关的基本物理问题（3）熟悉器

3、件的基本性能参数与结构参数（4）了解微电子器件的基本设计方法。课程成绩：平时（10分）、期中（30分）、期末（60分）半导体器件的分类两端器件：pn、肖特基各类发光器件探测器件、太阳能电池、肖特基器件、其它器件三端器件：pn+mospn+npMOS器件、存储器件双极型器件、功率整流器件引言：半导体的历史回顾与发展概况一、半导体的发展概况1.微电子器件与集成电路硅石时代硅器时代历史学家将20万年分为石器时代、铜器时代和铁器时代。信息时代的特征性材料是硅，如今，以硅为原料的电子元件产值超过了以钢为原料的产值，人类的历史因

4、而正式进入了一个新时代--硅器时代。硅所代表的正是半导体元件，包括存储器件、微处理器、逻辑器件与探测器等等在内，无论是电视、电话、电脑、电冰箱、汽车，这些半导体器件都无时无刻不在为我们服务。硅是地壳中最常见的元素，把石头变成硅片的过程是一项点石成金的成就也是近代科学的奇迹之一。由此看来，人类的科学发展过程也可以看成是一个不停寻找新材料的过程，上帝似乎和人类开了一个玩笑，用了20万年的时间我们的材料从石头又回到了石头！硅器时代半导体器件原理南京大学半导体材料的材料进步与特性比较硅器时代半导体器件原理南京大学新材料与电路

5、成本半导体器件原理南京大学半导体的发展历程1947-1948年,点接触和面结型晶体管的发明1958年，集成电路的发明与平面工艺发展1960年，MOS晶体管的发明1963年，CMOS晶体管的发明与发展D.Kahang&M.M.AtallaWamlass&C.T.Sah1967年,单晶体DRAM发明R.H.Dennard1967年,NVSMD.Kahang&S.M.Sze1971年,CPU发明M.E./Hoffetal.半导体发展中的重要事情自持半导体存储器半导体器件原理南京大学半导体发展的标志-CPU的进步计算能力与计

6、算成本的比较与进步20万年以来，虽然已经从石器时代进步到硅器时代，但人类对材料加工的原则没有根本变化——都是以总量相当大的原子或分子作为处理对象。机械加工如此，化学加工也是如此。进步仅仅在于每次处理的原子或分子总量在不断减少。硅器时代的摩尔定律最能体现这种进步。摩尔定律是1965年由戈登·摩尔（GordonMoore）提出来的，他说集成电路里晶体管数量每18个月翻一番。25年来，现实与摩尔的预言非常一致。摩尔定律会一直有效吗？换句话说，在单位面积硅片上集成的晶体管数量会达到极限吗？发展的规律—摩尔定律CostofSi

7、ngleTransistor半导体器件原理南京大学世界的IC生产半导体器件原理南京大学世界的IC生产(US$Millions)半导体器件原理南京大学中国的IC2005年销售收入达到702亿人民币,在全球市场所占份额达到4.5%。在中国国民经济和信息产业持续快速发展的带动下,2001年到2005年，中国集成电路市场规模扩大了2.9倍,年均增长率31.3%，2005年中国集成电路市场规模达到3800亿人民币，占全球市场24.3%，成为全球重要的集成电路市场之一。中国在全球产业中的影响日益增强，中国的半导体产业和市场需要世

8、界，世界的半导体产业和市场也需要中国。在2008年结束之际,WSTS在2008年11月给出的2008年全球IC市场增速1.4%（最终结果很可能还会进一步下调），在2007年市场低迷的基础上下降2.6个百分点。一向保持快速发展的中国IC市场，6.2%，中国市场首次出现个位数增长。可以说，这么多年来，2008年是中国IC市场的发展速度最接近全球市场