微电子技术基础教学课件汇总完整版.pptx

微电子技术基础404页完盖数课件正顺可修改PPT微电子技术基础第1章角论1.1、微电子学与集成电路①微电子学：Microelectronics①微电子学：研究电子或离子在固体材料中(尤指半导体材料)的运动规律及其应用，并利用它实现信号处理、电路和系统的集成。它包括器件物理、器件结构、材料制备、集成工艺、电路与系统设计、自动测试以及封装等一系列的理论和技术问题。①集成电路：IntegratedCircuit,缩写IC。①集成电路：通过一系列特定的加工工艺，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，“集成”在一块半导体单晶片(如硅或砷化镓)上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能的微型化电路。1.1、微电子学与集成电路TotalSemicon-ductorMarketOpto,sensorsdiscretes≈19%Bipolar,compound≈2%AnalogMOS≈14%IntegratedCircuits≈81%oftheTotalMarketMOS(IncludingBiCMOS)≈98%oftheintegradedCircuitMarketDigital≈86%ofMOSLogic≈36%ofMOSDigitalMicros≈34%ofMOSDigitalMemories≈30%ofMOSDigitalRelativesemiconductorrevenuebyICcategory(Source:ICInsights,2016)1.2集成电路的发展简史电子管晶体管集成电路利用爱迪生效应制作的真空二极电子管福雷斯特制作的真空三极电子管1.2集成电路的发展简史集成电路电子管晶体管肖克莱、巴丁、布拉顿1947年12月23日第一个晶体管获1956年Nobel物理奖1.2集成电路的发展简史电子管晶体管集成电路1954BellLab.第一台晶体管计算机TRADIC1.2集成电路的发展简史集成电路电子管晶体管①与电子管相比，晶体管的优势□寿命更长质量稳定，可靠性高体积更小□功耗更低1.2集成电路的发展简史电子管晶体管集成电路获得2000年Nobel物理奖1958年第一块集成电路：TI公司的Kilby,12个器件，Ge晶片。1.2集成电路的发展简史晶体管电子管集成电路①集成电路的优势□体积小、重量轻、功耗低；可集成大量元器件，并可批量生产，成本大大降低；元器件集成在一块芯片上，因此焊接点大大减少，电路可靠性大大提高。1.2集成电路的发展简史①集成电路的发展特点和规律晶体管尺寸不断缩小，芯片集成度不断提高FeatureSlze(um)Year摩尔定律：每18个月芯片集成度增大为原来的两倍1.2集成电路的发展简史①集成电路的发展特点和规律①晶体管尺寸不断缩小，芯片集成度不断提高①晶圆尺寸不断增大。1.3集成电路的分类按器件结构类型分类双极型集成电路：主要由双极晶体管构成①NPN型双极型集成电路PNP型双极型集成电路优点：速度快、驱动能力强缺点：功耗较大、集成度较低①金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路：主要由MOS晶体管(单极晶体管)构成ONMOS集成电路OPMOS集成电路CMOS(互补MOS)集成电路功耗低、集成度高、抗干扰能力强综合了双极和MOS器件两者的优点，但制作工艺复杂双极-MOS(BiMOS)型集成电路：同时包括双极和MOS晶体管的集成电路1.3集成电路的分类按集成电路规模分类小规模集成电路(SmallScaleIC,SSI)@中规模集成电路(MediumScaleIC,MSI)大规模集成电路(LargeScaleIC,LSI)超大规模集成电路(VeryLargeScaleIC,VLSI)特大规模集成电路(UltraLargeScaleIC,ULSI)巨大规模集成电路(GiganticScaleIC,GSI)1.3集成电路的分类划分集成电路规模的标准类别数字集成电路模拟集成电路MOSIC双极ICSSSI102～103100～50030～100LSI103～10500～2000100～300VLSI105～1072000300ULSI107～109GSI1091.3集成电路的分类按电路功能分类数字集成电路(DigitalIC):是指处理数字信号的集成电路。O如CPU、FPGA、DSP。①模拟集成电路(AnalogIC):是指处理模拟信号(连续变化的信号)的集成电路。①如运算放大器、振荡器等。@数模混合集成电路(Digital-AnalogIC)O如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换