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微电子技术基础 西南科技大学理学院 刘德雄 Email:tianyingldx@126.com Phone什么叫微电子技术？ 微电子技术是建立在以集成电路为核心的各种半导体器件基础上的高新电子技术。 特点是体积小、重量轻、可靠性高、工作速度快，微电子技术对信息时代具有巨大的影响。 2017-10-17 西南科技大学 2 微电子技术产品 2017-10-17 西南科技大学 3 液晶电视主板 传统彩电主板 微电子技术产品 2017-10-17 西南科技大学 4 耐高温芯片 Itanium2-a 处理器芯片 2017-10-17 西南科技大学 5 主要内容 一、微电子技术发展历史 二、微电子技术发展的规律与趋势 三、器件与集成电路制造工艺简介 四、本课程的主要内容 第一章 概 述 一、微电子技术发展历史 一些关键的半导体、微电子技术（工艺） 1918年 柴可拉斯基晶体生长技术--CZ法/直拉法，Czochralski, Si单晶生长 2017-10-17 西南科技大学 7 2017-10-17 西南科技大学 8 2017-10-17 西南科技大学 9 一、微电子技术发展历史 1925年 布里吉曼晶体生长技术，Bridgman， GaAs及化合物半导体晶体生长 1947年 第一只晶体管(锗材料)（点接触式）， Bardeen、Brattain及Shockley，三人 同获1956年诺贝尔物理奖 2017-10-17 西南科技大学 10 一、微电子技术发展历史 肖克利( William Shockley) 1910—1989 巴丁(John Bardeen) 1908—1991 布拉坦(Walter Brattain) 1902—1987 贝尔实验室简介 2017-10-17 西南科技大学 11 贝尔电话实验室或贝尔实验室，最初是贝尔系统内从事包括电话交换机，电话电缆，半导体等电信相关技术的研究开发机构。贝尔实验室是公认的当今通信界最具创造性的研发机构，在全球拥有10000多名科学家和工程师，为朗讯科技公司及朗讯客户提供高技术的服务与支持。 　 　1925年1月1日，当时朗讯总裁，华特·基佛德（Walter Gifford）收购了西方电子公司的研究部门，成立一个叫做“贝尔电话实验室公司”的独立实体，后改称贝尔实验室。两项信息时代的重要发明-晶体管和信息论都是贝尔实验室在40年代研究出来的。贝尔实验室在50和60年代的重大发明有太阳能电池，激光的理论和通信卫星。 2017-10-17 西南科技大学 12 一、微电子技术发展历史 2017-10-17 西南科技大学 13 一、微电子技术发展历史 1949 pn结,Shockley 1952 Ⅲ-Ⅴ族化合物半导体,Welker 1952 扩散 ，高温深结 1954 第一个硅晶体管，Teal,贝尔实验室 1957 光刻胶,Andrus，光刻成本占35% 1957 氧化物掩蔽层，Frosch和Derrick,可阻止大部 分杂质的扩散 2017-10-17 西南科技大学 14 一、微电子技术发展历史 1957 CVD（化学气相淀积）外延晶体生长技术—薄膜 ， Sheftal、Kokorish及Krasilov, 改善器件 性能、制造新颖器件 1957 异质结双极晶体管（HBT）,Kroemer（2000年诺 贝尔物理奖） 1958 离子注入,Shockley，低温浅结、精确控制掺杂 数目 1958 第一个（混合）集成电路,Kilby（2000年 诺贝尔物理奖）,由Ge单晶制作：1个BJT、3个电 阻、1个电容 2017-10-17 西南科技大学 15 一、微电子技术发展历史 世界上第一个集成电路 2017-10-17 西南科技大学 16 一、微电子技术发展历史 1959 第一个单片集成电路, Noyce （2000年 诺贝尔物理奖）,6个器件的触发器 1960 平面化工艺，SiO2层（光刻）→窗口（扩散） →pn结 1960 第一个MOSFET(金属-氧化物-半导体场效应晶体 管)，Kahang及Atalla, 1963 CMOS(互补型金属-氧化物-半导体场效应晶体 管)，Wanlass及萨支唐，逻辑电路 1967 DRAM(动态随机存储器)，Dennard 1969 多晶硅自对准栅极，Kerwin，有效降低寄生效应 2017-10-17 西南