微電子學(xué)概論第一課

微電子學(xué)概論第一課微電子學(xué)的概念和歷史課程安排二學(xué)分，32課時(shí)，每周二下午1:00~3:00考核形式：卷面考試60%小論文30%平時(shí)成績(jī)10%參考書：《微電子學(xué)概論》，張興等人編著，北京大學(xué)出版社2010年2月第三版主講：黎明教授助教：張昊1301214158@得人才者得天下，集人心者集大成提綱微電子學(xué)簡(jiǎn)明歷史研究?jī)?nèi)容發(fā)展規(guī)律提綱微電子學(xué)簡(jiǎn)明歷史研究?jī)?nèi)容發(fā)展規(guī)律什么是微電子？（第一印象）手機(jī)電腦平板液晶電視機(jī)智能機(jī)器人Windows8安卓iOS手游網(wǎng)游微信支付寶ETCIC卡拉卡拉POS機(jī)傳真機(jī)編程序電路設(shè)計(jì)師騰訊大唐華為蘋果三星Intel高通谷歌醫(yī)療設(shè)備阿里巴巴中芯國(guó)際小企鵝XBOX東芝松下太陽能電池光纖CPU主板顯卡內(nèi)存USB什么是微電子？（深深的沉思中）微電子=微+電子微電子已經(jīng)深入到現(xiàn)代生活中的各個(gè)角落微電子學(xué)已經(jīng)成為多個(gè)學(xué)科互相交叉的綜合性學(xué)科，需要更多關(guān)于電子學(xué)、力學(xué)、聲學(xué)、光學(xué)、電磁學(xué)、信號(hào)處理、熱力學(xué)與統(tǒng)計(jì)物理、量子力學(xué)、化學(xué)、生物、醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、圖論、認(rèn)知學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科的融合。微電子學(xué)與電子學(xué)是兄弟嗎？微電子學(xué)繼承于電子學(xué),是電子學(xué)的一門分支。電子學(xué)的基本元件vφqj電壓電流電荷磁通量?電阻電容電感電子學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件電阻器電容器電感器真空電子管(1907)柵控陰極發(fā)射VI電子管時(shí)代的電子產(chǎn)品世界第一臺(tái)通用電子計(jì)算機(jī)ENIAC長(zhǎng)：24m寬：6m高：2.5m速度：5000次/sec重量：30噸功率：140KW；平均運(yùn)行時(shí)間：7min1.8萬個(gè)電子管組成笨拙、耗能、脆弱現(xiàn)代微電子產(chǎn)品小型化、低能耗、數(shù)字化、信息化傳統(tǒng)電子學(xué)微電子學(xué)笨拙耗能遲緩單一小巧綠色快速多樣集成技術(shù)少數(shù)電子電場(chǎng)輸運(yùn)傳感器什么是微電子學(xué)？（第一次定義）Micro(微小的)-electronics(電子學(xué))電子學(xué)(electronics)：研究信息獲取、處理、傳輸、存儲(chǔ)、控制的學(xué)科。微電子學(xué)：研究在固體（主要是半導(dǎo)體）材料上構(gòu)成的微小型化電路、子系統(tǒng)及系統(tǒng)的電子學(xué)分支。半導(dǎo)體材料器件物理工藝集成電路設(shè)計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)封裝測(cè)試傳感器EDA工具微電子學(xué)的基礎(chǔ)電子管晶體管說好的小型化呢？160nm>5cm集成晶體管微電子學(xué)的基本原理通過極小的能量傳遞進(jìn)行信息的處理。<1V>1kV“1”“0”“1”“0”微電子器件電子學(xué)器件信息的表現(xiàn)形式物理和化學(xué)的信息：聲音、圖像、溫度、濕度、加速度、速度、壓力、壓強(qiáng)、光強(qiáng)、酸堿度…信息的數(shù)字化：“0”和“1”代表事物的兩種對(duì)立狀態(tài)；可以用電壓的開啟關(guān)閉來表示；理論上可以將任何模擬信號(hào)數(shù)字化；“0”“1”思考：多值數(shù)字信號(hào)是如何實(shí)現(xiàn)的？“00”，“01”，“10”，“11”信息鈴處理漆的技帝術(shù)基卻礎(chǔ)語言：通罵過空氣傳播四處理覺連續(xù)杏的聲郵音符表號(hào)文字：通過倒線條組合息對(duì)信潔息進(jìn)帝行符橡號(hào)化印刷基術(shù)：通過拆紙張腎印刷躍存儲(chǔ)歷和傳象播信奔息電磁僵波：通過電磁也波實(shí)廊現(xiàn)遠(yuǎn)率距離脈傳播信息微電零子學(xué)：通過佛“0”和丈“1”的立電學(xué)隆表達(dá)訓(xùn)存儲(chǔ)千、傳麥播和月處理成信息微電梨子學(xué)銹系統(tǒng)斯如何處理撒信息00順10槽01毒11甜00遲10肝00運(yùn)10徑11舅00泥10劇1011災(zāi)10裹10定11幻玉01肉01碼01竄01類00拖01雜01于0101歌10貞11夕01符01飽01販01省01暮01按01盼11斬01親01登01庸01斯01狹00糖00飽10萌11蠟11緩10訴01懸01討01穿01嶼11頓10瓣10沖00吼11站11距00螞01抱11蜻01000111000111信息簽處理脾中心輸入輸出微電尼子器嫌件微電狠子學(xué)垮為代遇表的男第三錄次技旨術(shù)革幸命第一矛次技覆術(shù)革翠命：致蒸汽為機(jī)（17冰74），已卡特機(jī)械底代替域了人亂力第二按次技鋼術(shù)革壁命：茅電磁喇學(xué)（18檔20），爽奧斯乖特實(shí)現(xiàn)該了能教量形訊態(tài)的表自由責(zé)轉(zhuǎn)換第三航次技裁術(shù)革廚命：透代表本性技穴術(shù)：微寇電子魔學(xué)技拳術(shù)實(shí)現(xiàn)常了信悉息狀普態(tài)的烏自由貍轉(zhuǎn)換微電果子技沒術(shù)是驢信息圓技術(shù)敬革命往的技尸術(shù)基鎖礎(chǔ)第三甜大資廚源材料根（物拋質(zhì)）狗、能扣源（鳳能量弱）和值信息身是人濕類物教質(zhì)文黨明和穩(wěn)精神膊文明岸賴以聚發(fā)展姨的三螞大支誤柱。信息萌：客城觀事授物狀蘿態(tài)和勿運(yùn)動(dòng)毯特征絲式的一窯種普螞遍表智現(xiàn)形趣式。凡是嬸在一劑種情資況下君減少懂不確兼定性笛的任傳何事穴物都淋叫信癢息。膝（哲犁學(xué)上標(biāo)的）被一渣定方劇式排萍列起種來的濱（有篩意義甲的）迫信號(hào)亭序列萌叫做很信息頑。（員物理燙上的姻）宇宙蟲的一婦切活風(fēng)動(dòng)都菜包含廁了豐抖富的呆信息食量，濤人類茅文明挎的發(fā)貨展依藝賴于肢信息巡壽的產(chǎn)昂生、漸處理盜和交插換等樣活動(dòng)侵。得人坐才者拔得天摔下，立集人亞心者默集大戲成什么蜻是微鉗電子睛學(xué)？雪（再嬸定義街）微電顫子學(xué)自是一塵門通粒過微撥小型喪化系升統(tǒng)來丟傳輸侮和處蠅理信榨息的鞏科學(xué)。提綱微電廊子學(xué)簡(jiǎn)明由歷史研究秀內(nèi)容發(fā)展辱規(guī)律第一醋個(gè)晶刪體管19掌47年12月23日NP蕉N型Ge晶體仇管發(fā)明咸人：W.靜S吩ch瓣ok靠le主yJ.樹B秘ar廳de脖enW.判B岡ra戶tt岸ai疤n得人秀才者找得天考下，認(rèn)集人貍心者過集大撈成獲得19遇56年No槽be頓l物理習(xí)獎(jiǎng)?wù)Q生盲！第一塊未集成轟電路得人興才者手得天解下，價(jià)集人悉心者渣集大巾成19迅58年，TI公司綱的Ki胃lb核y發(fā)明媽了第爽一塊鞋集成番電路獲得20族00年No塞be鴨l物理羽獎(jiǎng)為什流么集蘋成電黎路如逆此重格要？縮小次電子甲設(shè)備僅體積朽和降渾低成費(fèi)本的哪唯一貪途徑號(hào)。晶圓片集成耕電路控芯片橫截芝面電減子顯著微鏡餐照片第一供塊平壩面集情成電爆路19皺59年7月第矩一塊石平面沈單片卸集成吵電路餐：Fa肯ir柜ch允il草d公司再的No絕yc腫e在Si襯底搭制備租了平在面集右成電翁路：厚氧化元物隔嘗離，Al互聯(lián)得人銜才者細(xì)得天武下，際集人祝心者抄集大荷成第一談塊CP硬U得人休才者優(yōu)得天裙下，至集人手心者屯集大啦成19東71年，In郵te恭l推出聰?shù)谝幌KCP漆U，型剃號(hào)為40員04，主筆頻10翻8k，23秧00個(gè)晶翠體管村，制絮造工極藝10微米半導(dǎo)此體工滴業(yè)的倘發(fā)端肖克近萊于19主55年創(chuàng)蓮立“將肖克棕萊半兆導(dǎo)體舟研究略室”良，招歷募到沙著名套的“歲八叛霜逆”勿。Go佩rd挽on爸M垮oo幫reSh魔el巷do蹲n性Ro研be私rt羅sEu塔ge瞇ne慮K慨le踏in塊erRo陳be莫rt筆N莊oy亡ceVi覺ct運(yùn)or論G衣ri券ni氧chJu廳li洽us墾B怪la明nkJe露an于H蕩oe燒rn勒iJa永y胳La掉st19概57年，盆八叛鵝逆離例開肖赤克萊拌，創(chuàng)鑼建了值硅谷晶的第臥一家閑半導(dǎo)扎體公炎司“梅仙童置半導(dǎo)癢體”肉。No猾yc符e與Mo鮮or座e于19僻68年創(chuàng)蒜立了In題te為l。得人針才者爪得天會(huì)下，撿集人洽心者突集大榮成集成尊電路彼發(fā)展皮史上凱的幾驢個(gè)里追程碑19耳62年Wa摩nl柜as陣s、C.扛T.露S屬ah賞——CM挖OS技術(shù)現(xiàn)在集成含電路替產(chǎn)業(yè)游中占95濕%以上最接帽近自語然界慕系統(tǒng)眨思想孕的技貼術(shù)19輔67年Ka宰hn脾g、S.擔(dān)S甩ze符—己—非揮初發(fā)存儲(chǔ)博器大數(shù)據(jù)潔時(shí)代遞的基燥石19鑼68年De輪nn乓ar脅d—安—單晶笛體管DR瓦AM商業(yè)王化個(gè)殲人電佩腦的懂敲門廢磚19木71年In蝦te館l公司膽微處礦理器——計(jì)算尊機(jī)的浮心臟一切約計(jì)算統(tǒng)系統(tǒng)扛的核擺心目前全世岔界微偉機(jī)總液量超鄙過6億臺(tái)19根97年AL共LV忠IA——深硅通皆孔(T課SV之)3D口I鉤C和柔縱性電藝子的謝關(guān)鍵陶技術(shù)無處滑不電語子的各前提微處肢理器、寬頻連憲接和智替能軟件仆（設(shè)誓備）是21世紀(jì)踐改變將人類陽社會(huì)哥和經(jīng)統(tǒng)濟(jì)的任三大皇技術(shù)創(chuàng)新得人炮才者玻得天壤下，父集人析心者暮集大惕成當(dāng)前寧微電徐子技砍術(shù)的交發(fā)展菊熱點(diǎn)生物司探測(cè)妥芯片神經(jīng)衛(wèi)網(wǎng)絡(luò)爽計(jì)算腥（人肅工智齡能）憶阻貍器(M系em認(rèn)or成is齡to扎r)超高蕩頻電幕路石墨拋烯(G土ra培ph征en持e)超低壤功耗辮邏輯/存儲(chǔ)量子咬隧穿物晶體嫌管自旋劉電子笛學(xué)晶墳體管量子佛計(jì)算自旋電子弓學(xué)晶躲體管智能浮穿戴柔性培電子及學(xué)(F射le利xi舉bl漂e碰El根ec刑tr留on膽ic沃s)拓?fù)浜鼋^緣卡體(T拍op閘ol真og撕ic含al天I山ns米u(yù)l晃at您or眾)提綱微電目子學(xué)簡(jiǎn)明饞歷史研究滾內(nèi)容發(fā)展鍵規(guī)律微電乘子學(xué)掀研究治的內(nèi)姿容微電子學(xué)物理化學(xué)數(shù)學(xué)生物學(xué)…材料生長(zhǎng)控制器件結(jié)構(gòu)輸運(yùn)工藝設(shè)備技術(shù)電路設(shè)計(jì)應(yīng)用EDA算法效率微電哥子學(xué)額的金礎(chǔ)字塔擁結(jié)構(gòu)產(chǎn)品芯片和外圍設(shè)備電路與測(cè)試封裝工藝集成與可靠性器件設(shè)計(jì)與優(yōu)化材料生長(zhǎng)微電產(chǎn)子學(xué)猾的應(yīng)叨用領(lǐng)艱域邏輯荒電路存儲(chǔ)獄電路通信索電路功率辯器件微波輩器件能源燈器件微傳陜感器平板累顯示柔性受顯示光電復(fù)探測(cè)微電章子學(xué)湊的核縮慧心內(nèi)晨容集成選電路設(shè)計(jì)制造封裝測(cè)試集成披電路固的核書心是鞏什么勒？單申元器燙件集成傘電路倆的分蠻類雙極怨集成盛電路兵：主所要由角雙極藍(lán)晶體勤管構(gòu)新成NP蒸N型雙鏡極集董成電閘路PN轎P型雙惕極集趣成電撲路金屬-氧化鼠物-半導(dǎo)碗體(M完OS均)集成筐電路域：主土要由MO噴S晶體難管(單極海晶體宣管)構(gòu)成NM浙OSPM值OSCM綱OS肥(互補(bǔ)MO嗚S)雙極-M休OS腳(B疫iM積OS池)集成談電路曠：同份時(shí)包量括雙本極和MO播S晶體耳管的礙集成則電路膏為Bi跟MO療S集成辭電路約，綜傍合了螞雙極腫和MO達(dá)S器件塵兩者商的優(yōu)啄點(diǎn)，紗但制冤作工呆藝復(fù)雹雜優(yōu)點(diǎn)租是速舟度高催、驅(qū)健動(dòng)能休力強(qiáng)隆，缺點(diǎn)貌是功鼓耗較野大、逮集成培度較摟低功耗躍低、泰集成脂度高劃，隨恨著特擦征尺寸貞的縮鈴小，肉速度倚也可理以很院高集成辮電路共的規(guī)愈?，F(xiàn)在微電潑子學(xué)尋器件定義題：可忍以構(gòu)參成集抄成電族路的移最小此功能僵單元加。最具代映表性抓的器班件：場(chǎng)效鼠應(yīng)晶鋒體管控（MO臣SF匙ET）柵電法壓源漏針電流源漏姑電流源漏圾電壓P型摻未雜區(qū)n型摻忘雜區(qū)n型摻董雜區(qū)金屬鏈柵電寇極柵極源極漏極襯底絕緣干柵介承質(zhì)++GN罩DGN村D分立停電路將晶斑體管煮、二第極管與等有遼源器菌件和落電阻薦、電菠容等芹無源膊元件忌在電骨路板貌上連供接起慢來，綱實(shí)現(xiàn)冷一定顛的電便路功能粘，叫晶做分站立電處路得人郊才者濱得天速下，閣集人器心者脾集大搜成電阻電容二極賽管晶體霉管分立誓電路集成乓電路(I餡nt峽eg券ra墾te慶d老Ci敵rc衛(wèi)ui偶t紡–闊IC向)將晶饅體管程、二偉極管折等有購(gòu)源器硬件和供電阻執(zhí)、電衡容等吊無源圓元件族，按竟照一溫定的冷電路舞互連登，“凱集成王”在營(yíng)一塊蒜半導(dǎo)旬體單月晶片(如硅綢或砷卷化鎵)上通過霸一系蔽列特臺(tái)定的殿加工勤工藝武來集階成封裝合在一禾個(gè)外賄殼內(nèi)執(zhí)行沿特定貿(mào)電路功能若干做集成昏電路陶組合息成系駱統(tǒng)得人滔才者枕得天骨下，原集人劇心者橫集大繩成集成銀電路貫的生穗產(chǎn)流夢(mèng)程得人踐才者斬得天料下，執(zhí)集人質(zhì)心者窗集大禮成設(shè)計(jì)掩膜材料森與設(shè)枝備芯片宗制造芯片叛檢測(cè)封裝測(cè)試良率濁不合孔格系統(tǒng)布需求Ap拖pl寺e,Sa恐ms岡un渠g,覆I援nt愚el,躬Le而no友vo禮,隔Hu界aw魔ei并,化Go毯og織le高通萍，AR勺M，Ap節(jié)pl藏e，In主te妨l，Sa專ms師un萄g,紫光魂，?？h思，袋新岸蛛線Ap罪pl脅ie請(qǐng)d食Ma拐te娃r(nóng)i起alAS舊MLTE剃LKL展ALA嗎MTS計(jì)MC印,In鋪te箭l,UM配C,劫S餅MI電C,Sa掩ms塔un差g日月光，Am恨ko獻(xiàn)r，硅品，ST豈AT礦S，終端躲用戶設(shè)計(jì)得人臨才者匹得天辯下，更集人月心者曠集大左成集成電路芯片設(shè)計(jì)過程框架From吉利久教授是功能要求行為設(shè)計(jì)行為仿真綜合、優(yōu)化——網(wǎng)表時(shí)序仿真布局布線——版圖后仿真否是否否是Singoff掩膜周（版露圖設(shè)訂計(jì)）得人術(shù)才者梢得天左下，蠢集人雷心者刑集大劫成設(shè)計(jì)悅者的熄電路某連接仰方式生產(chǎn)血者的框制造會(huì)藍(lán)圖版圖帥轉(zhuǎn)化蘆（人治工干勸預(yù)的隸機(jī)器瞎自動(dòng)饑化）掩膜在托集成鍬電路座制造祖中的傲作用得人度才者忍得天繼下，胸集人擁心者每集大凡成AA掩膜光源硅片光刻鈔膠通過域投影翅將掩便膜板屬上的爪圖形決轉(zhuǎn)移屆到光饅刻膠憑上，陸然后悉利用脖刻蝕經(jīng)的方約法將拍光刻掩膠上件的圖喉形轉(zhuǎn)誓移到臉硅片徒上。(由仙墳童半只導(dǎo)體救發(fā)明篩）材料聚生長(zhǎng)得人鳴才者私得天急下，稱集人勾心者租集大放成Si叨O2硅錠硅片目前匆主流路硅片峰直徑姓為12英寸硅片蠢尺寸染大小迅決定扭了集搏成電單路成調(diào)本芯片輕制造得人爽才者女得天別下，慈集人慶心者倍集大菜成封裝脖和測(cè)趁試得人夢(mèng)才者率得天糠下，兼集人更心者懇集大毀成PentiumIV芯片度：ch握ip，Di程e封裝師后的燈芯片雜通過缺管腳顯與外衣部電粱路連張接集成郊電路增中的鉤晶體曲管得人飲才者抹得天遼下，嘴集人溫心者感集大蹄成ch甜ipTr漠a(chǎn)n裝si晃st旨o(jì)rea液rt臨hba忘se點(diǎn)ba熟ll晶體化管是斗組成漫集成衡電路顏的最唱基本干單元微電銷子學(xué)拒的核尤心研戴究?jī)?nèi)極容之擁一就覽是如姨何實(shí)歪現(xiàn)更搭小尺誼寸的侵晶體斥管。提綱微電測(cè)子學(xué)簡(jiǎn)明繞歷史研究辭內(nèi)容發(fā)展辛規(guī)律微電某子產(chǎn)捆業(yè)的榨戰(zhàn)略素地位關(guān)系鵲到國(guó)鳳家安墊全和埋國(guó)防同安全是拉纏動(dòng)國(guó)檢民生帶產(chǎn)總蛾值的有最有楚力發(fā)皇動(dòng)機(jī)決定敵著在系國(guó)際派經(jīng)濟(jì)衡分工充中地笨位影響皇在第園三次毫技術(shù)蛛革命拉中的寇競(jìng)爭(zhēng)騙力RIC≈1.搖5~篇2REIREI≈3斧RGD捉PRIC:集成暴電路晃產(chǎn)值專增長(zhǎng)飯率REI:電子滿工業(yè)詳產(chǎn)值茄增長(zhǎng)博率RGD熄P:國(guó)民箭生產(chǎn)冤總值闊增長(zhǎng)堂率半導(dǎo)到體工仗業(yè)發(fā)墊展趨照勢(shì)微電膽子產(chǎn)辦業(yè)對(duì)演全行饑業(yè)的猾輻射得人貼才者周得天增下，忙集人興心者攪集大顛成20到20年世趁界最啟大的30個(gè)市脫場(chǎng)領(lǐng)回域：武其中食與微電活子相練關(guān)的22個(gè)市花場(chǎng)：5萬億必美元微電鉆子技叨術(shù)發(fā)展的摩辨爾定愚律得人駝才者花得天及下，末集人肯心者吼集大斗成集成繼電路梢芯片工的集坊成度寧每三糾年提然高4倍，而器件特征尺寸堅(jiān)縮小0.紡7倍--恒-摩爾司定律摩爾偷定律微的技希術(shù)秘番密得人絹才者饑得天其下，禿集人遵心者襯集大減成持續(xù)液不斷脹地縮執(zhí)小晶負(fù)體管據(jù)尺寸壞是摩盲爾定安律在猾過去60年里臣得以寸實(shí)現(xiàn)禿的技如術(shù)基瞧礎(chǔ)衡量脊集成旗度的柄特征奏尺寸得人富才者仿得天伶下，杏集人象心者稱集大塞成DR陜AM：金貴屬線pi巡壽tc就h的一乳半MP品U/俊AS蜓IC谷:多