半导体工业的.ppt

半导体工艺; 序; □ 电子工业的高速发展依赖于半导体工业的快速提高，而半导体工业的核心是制造集成电路。 ;◇ 集成电路(Integrated Circuit, IC)是通过一系列特定的制造工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源元件，按照一定的电路互连关系，“集成”在一块半导体单晶片上，并封装在一个保护外壳内，能执行特定功能的复杂电子系统。 ;有源器件你可以理解成需要电源供电才能正常工作的器件。电阻电容电感都是无源器件，它们在电路里面工作不需要额外的电源供电运算放大器是有源器件，它工作的时候需要一定的电源给它单独地供电。有源滤波是指滤波器需要额外的电源供电，无缘滤波就是没有，很简单。无缘滤波通常的电容滤波、阻容滤波、π型滤波之类的都是有源滤波一般要用上运算放大器，巴特沃斯滤波器就是一个典型 ;集成电路组成的抽象结构图 ㊣;第1章 半导体工业;1.1 一个工业的诞生;电子管的发明与爱迪生有关 !;真空管的结构;图1-1电子管工作原理 ;世界上第一台电子多用途计算机:埃尼阿克（ENIAC，Electronic Numerical Integrator And Computer，电子数字积分计算机） ;1946年2月14日ENIAC在美国宾夕法尼亚大学宣告诞生。 承担开发任务的“莫尔小组”由四位科学家和工程师埃克特、莫克利、戈尔斯坦、博克斯组成，总工程师埃克特在当时年仅24岁。 ;ENIAC和现代的计算机大相径庭。占地面积约170平方米，30个操作台… ;真空管的计算机的主要缺点是由于真空管易烧毁而导致运行时间有限。平均无故障运行时间：7min;◇1943年，IBM的董事局主席Thomas Watson大胆预言“我认为世界范围可能有5台计算机的市场”。;真空管;1.2 固态（无真空）时代;◇双极型晶体管是一个关键的半导体器件，它把人类文明带进了现代电子时代. ;点接触型的锗晶体管 ;20世纪上半叶，广泛流行的矿石收音机就采用矿石这种半导体材料进行检波。 由于电子管处理高频信号的效果不理想，人们就设法改进矿石收音机中所用的矿石触须式检波器。在这种检波器里，有一根与矿石（半导体）表面相接触的金属丝（像头发一样细且能形成检波接点），它既能让信号电流沿一个方向流动，又能阻止信号电流朝相反方向流动。 ;在第二次世界大战爆发前夕，贝尔实验室在寻找比早期使用的方铅矿晶体性能更好的检波材料时，发现掺有某种极微量杂质的锗晶体的性能不仅优于矿石晶体，而且在某些方面比电子管整流器还要好。 在第二次世界大战期间，不少实验室在有关硅和锗材料的制造和理论研究方面，也取得了不少成绩，这就为晶体管的发明奠定了基础。 ;为了克服电子管的局限性，第二次世界大战结束后，贝尔实验室加紧了对固体电子器件的基础研究。肖克莱等人决定集中研究硅、锗等半导体材料，探讨用半导体材料制作放大器件的可能性。;;;*;*;;◇点接触型晶体管不足之处: 制造工艺复杂，可靠性低、噪声大、在功率大时难于控制、适用范围窄。;◇肖克莱提出了用一种“整流结”来代替金属半导体接点的大胆设想。 ◇ 1950年，第一只“PN结”型晶体管”问世，性能与肖克莱原来设想完全一致。今天的晶体管，大部分仍是这种PN结型晶体管。 ◇ 1956年，肖克利、巴丁、布拉顿三人，因发明晶体管同时荣获诺贝尔物理学奖。;晶体管的问世，是20世纪的一项重大发明，是微电子革命的先声。晶体管出现后，人们就能用一个小巧的、消耗功率低的电子器件，来代替体积大、功率消耗大的电子管了。晶体管的发明又为后来集成电路的降生吹响了号角 。;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;1.3 集成电路;集成电路的发现过程 ;第一块IC;现今所普遍应用的形式是经Robert Noyce，然后最终在Fairchild Camera完成的。如图1.7所示。;Noyce IC 背景;Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd.;First Silicon IC Chip Made by Robert Noyce of Fairchild Camera in 1961;◇诺伊斯的集成电路芯片由一个2/5英寸(约10 mm)的硅晶圆制成。芯片使用了现代集成电路芯片的基本制造