大学生浅谈对微电子认识

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1、摘要：本文主要阐述了对微电子专业的基本认识，包括其历史、规律及未来发展趋势前景，让人对微电子这样一个看似复杂的学科有一个基本的认识和定义，肯定微电子技术在未来生产生活中占有极重要的地位，在我国更是具有不可估量的发展潜力，接着引出组成微电子结构的相关学术概念，并对其做了一个具体专业化的介绍，引人深入,令人对微电子有了一个系统详细的认识，如集成电路的分类、集成电路设计的CAD系统、器件（二极管，mosfet）的定义、分类、应用及存在的缺陷、Mems简介等，更是结合相关的视频对微电子工艺做了一些介绍。最后通过自己的了解，总结，谈了对微电子的认识

2、。关键词：微电子，集成电路，器件，半导体正文：一、什么是微电子及其发展历史，规律，趋势微电子学，即微型电子学，是随着集成电路，尤其是超大型规模集成电路而发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组装等一系列专门的技术，微电子技术是微电子学屮的各项工艺技术的总和。微电子技术是在电子电路和系统的超小型化和微型化过程中逐渐形成和发展起来的。六十年代的集成电路设计为微米级工艺，基于晶体管级互连，主流CAD为图形编辑。八十年代的电子系统设计为PCB集成、与工艺无关，集成电路芯片为亚微米级工艺

3、，依赖工艺，基于标准单元互连，主流CAD为门阵列。到世纪Z交的系统设计，采用深亚微米、超深亚微米级工艺，IP复用，主流CAD为硬件协同设计。由此，集成屯路走向系统芯片，而21世纪的微电子将是SOC的吋代！微电子学从提出至今，飞速发展，基于市场竞争，不断提高产品的性能价格比是微电子技术发展的动力。在新技术的推动下，集成电路自发明以来四十年，由1965年Intel公司的创始人之一GordonE.Moore预言，集成电路产业的发展规律可总结为两点，即集成电路芯片的集成度毎三年提高4倍，而加工特征尺寸缩小"倍，这就是摩尔定律。为了实现集成电路更加

4、微小化的目标，1974年，Dennard提出等比例缩小定律，基本指导思想是：保持MOS器件内部电场不变：恒定电场规律，简称CE律，即等比例缩小器件的纵向、横向尺寸，以增加跨导和减少负载电容，提高集成电路的性能，同时电源电压也要缩小相同的倍数，当然也存在了一些问题，如阈值电压不可能缩的太小，源漏耗尽区宽度不可能按比例缩小，电源电压标准的改变会带来很大的不便等，但此方法却极大地影响激励了后人对集成电路微小化的研究探索，更由此演变的恒定电压等比例缩小规律（简称CV律），准恒定屯场等比例缩小规则，缩写为QCE律，分别从不同方向弥补了条件的不足。而

5、用此方法牛产的产品，不仅简化了加工步骤，减少了材料的损耗，小巧却性能优良的产品也极大地方便了人们的生活，当然也对科学技术的要求越来越高。而在我国，集成电路技术是近50年来发展最快的技术，自1956年5所学校在北大联合创建半导体专业，到1977年在北京大学诞生第一块大规模集成电路，1982年，成立电子计算机和大规模集成电路领导小组，80年代：初步形成三业分离的状态。30多年来，集成电路市场的成长迅速，基本上是一条指数发展规律，所以，未来十年将是我国微电子产业的黄金时期！由此观之，硅微电子技术的未来主要会朝三个方向发展，一、特征尺寸继续等比例

6、缩小，二、集成电路将发展成为系统芯片（SOC）三、微电子技术与其它领域相结合将产生新的产业和新的学科，例如MEMS、DNA芯片等。其屮微电子器件的特征尺寸若要继续缩小，有三个关键技术层次，即微细加工、互连技术、具备新型器件结构和新型材料体系。且栅介质的限制的问题也有待解决，而SOI技术具有相当大的发展研究前景，同时存在的很多问题如SOI材料价格高，衬底浮置，表层硅膜质量及其界面质量等等，这些都是我们今后探索的方向！二、集成电路的分类集成电路的分类有以下五种方式，器件结构类型、集成电路规模、使用的基片材料、电路形式、应用领域。按器件结构类型

7、分类主要分为双极集成电路（主要由双极晶体管构成，优点是速度高、驱动能力强，缺点是功耗较大、集成度较低）、金属■氧化物■半导体（MOS）集成电路（主耍由MOS晶体管构成，功耗低、集成度高，随着特征尺寸的缩小，速度也可以很高）、双极・MOS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）。按集成电路规模分类分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路、超大规模集成电路、特大规模集成电路、巨大规模集成电路。其中，集成度是指每块集成电路芯片屮包含的元器件数目。按结构形式的

8、分类单片集成电路和混合集成电路。单片集成电路是指电路中所有的元器件都制作在同一块半导体基片上的集成电路，在半导体集成电路屮最常用的半导体材料是硅，除此之外还有GaAs等混合集成电路。而混合集成