第一章微电子学概论.ppt

课程内容及学时安排 2学分 32学时 第一章 概论 （多媒体） 3 学时 第二章 集成器件物理基础（部分多媒体） 12学时 第三章 集成电路制造工艺 （多媒体） 7 学时 第四章 集成电路设计（多媒体） 4 学时 第五章 微电子系统设计 （多媒体） 2 学时 第六章 集成电路C A D技术（计算机辅助设计) 4 学时 教 材 Text book Intel 公司第一代CPU—4004 Intel 公司 CPU — 386TM Intel 公司新一代 CPU—Pentium? 4 ? 网络技术与多媒体技术的飞速发展，传统芯片在速度和功能上已无法满足需要，实现单片上多功能化势在必行。在10 mm2的芯片上集成一个系统或子系统，其集成度将高达108～109元器件/片，将使IC、IC应用进入新时代。 ? 除了提高速度性能外，实现单片上多功能化是趋势。多媒体芯片与系统集成芯片（SoC）的出现正是重要途径。SoC 被称为未来芯片的主流,。 ? 发展的方向 具有较强的声音、图像、通信处理能力的新型多媒体芯片。 系统集成芯片(单片系统) SoC System on Chip §1.2 集成电路的分类 集成电路是由元、器件组成。 无源元件：电阻、电容、电感、互连线、传输线等。 有源器件：各类晶体管，双极型、场效应晶体管。 集成电路分类： 一． 集成电路的分类 按器件 结构类型 分类 按 集成电路 规模 分类 按使用 基片材料 分类 按 电路功能 分类 按应用 领域 分类 小规模 中规模 大规模 超大规模 特大规模 巨大规模 P型MOS N型MOS 互补型MOS 双极MOS 双极互补MOS 电子元件在同一半导体 半导体元件和芯片 数字信号处理的电路 对模拟信号放大，转换 同时处理模拟和信号的电路 厚膜 混合IC 薄膜 混合IC TTL ECL 等 P- MOS N- MOS C- MOS Bi MOS BiCMOS 混合IC 双极型 MOS型 BiCMOS 单片IC 或半导体IC 二. 按电路结构分类 分为两类 ? 采用外延生长、氧化、光刻、扩散等技术， 将多个晶体管、电阻、电容等元件以及它们之间的连线做在一块半导体基片上所构成的电路。 ? 半导体集成电路 硅半导体集成电路、化合物半导体集成电路 ? 硅集成电路仍然是主流， 化合物集成电路主要是砷化镓。 1. 半导体集成电路（单片集成电路 Monolithic） 2. 混合集成电路 是指将多个半导体集成电路芯片或半导体集成电路 芯片与各种分立元器件通过一定的工艺进行二次集成， 构成一个完整的、更复杂的功能器件。通常也叫二次集成 包括： 无源元件(电阻，电容，电感)、半导体芯片、带有互联 金属化层的绝缘基板 制造工艺 ? 厚膜IC: 厚度 1μm的膜，制备厚膜电阻、电容和绝缘层以及互联线。采用各种浆料(Ag2O-Ag电阻浆料、Au或Cu浆料。隔离介质的玻璃浆料)。浆料通过丝网印刷技术涂敷到玻璃或陶瓷基板上，形成电阻或互联线图形。再与同基片上的器件或单片集成电路组装。 ? 薄膜IC ：厚度 1μm的膜，采用真空蒸发、溅射技术在硅片或玻璃基片制备薄膜电阻、电容等再与同基片上的器件或单片集成电路组装。 2. 混合集成电路 三. 按电路功能分类 模拟IC 或线性电路 数字IC 或时序逻辑电路 混合信号IC 或 数、模混合电路 对模拟信号(连续 变化信号)进行放 大，转换，调整 运算等功能的集 成电路 放大器 模拟乘法器 模拟开关 采用二进制进行 数字计算和逻辑 函数运算的集成 电路 处理器 微控制器 存储器 同时处理模拟 和数字两种信 号 A / D转换器 D / A转换器 ? 小规模IC （SSI）：10～100个元、器件／片; 如各种逻辑门电路、集成触发器。 ? 中规模IC （MSI）：100～1000个元、器件／片; 如译码器、编