微电子技术概论_西电微电子

微电子技术概论西安电子科技大学微电子学院董刚[e-mail]电话：88202562课程相关信息教材：微电子概论上课时间：每周三3-4节上课地点：西305考核方式：开卷内容&目的：介绍集成器件物理基础、集成电路制造工艺、集成电路设计和微电子系统设计等相关知识。掌握微电子方面的基础知识。第一章概论1-1集成电路基本概念一、什么是集成电路二、集成电路的发明和发展三、集成电路分类1-2学习要点一、ASIC研制过程二、IC设计流程三、课程知识框架一、什么是集成电路（IC：IntegratedCircuit）半导体集成电路是用半导体工艺技术将电子电路的元件（电阻、电容、电感等）和器件（晶体管、传感器等）在同一半导体材料上“不可分割地”制造完成，并互连在一起，形成完整的有独立功能的电路和系统。一、什么是集成电路（IC：IntegratedCircuit）一、什么是集成电路（IC：IntegratedCircuit）一、什么是集成电路（IC：IntegratedCircuit）一、什么是集成电路（IC：IntegratedCircuit）一、什么是集成电路（IC：IntegratedCircuit）二、集成电路的发明和发展1947年12月23日，Bell实验室，W.Shockley、J.Bardeen和W.Brattain发明了点接触三极管W.Shockley等三人于1956年获得诺贝尔奖1.发展历程二、集成电路的发明和发展1958年美国德克萨斯仪器（TI）公司的J.S.Kilby于研制出第一块ICJ.S.Kilby于2000年获得诺贝尔奖同一年稍后，美国仙童公司研制出适用于工业化生产的集成电路。目前IC基本工艺尚未发生根本变化。二、集成电路的发明和发展二、集成电路的发明和发展二、集成电路的发明和发展二、集成电路的发明和发展二、集成电路的发明和发展2.IC发展的基本特点－Moore定律2.IC发展的基本特点－Moore定律2.IC发展的基本特点－Moore定律每隔3年，特征尺寸缩小30%，集成度(每个芯片上集成的晶体管和元件的数目)提高4倍。每隔4年，“单个晶体管价格”缩小10倍。专用集成电路（ASIC）和存储器每1～2年其集成度和性能均翻番。2.IC发展的基本特点－Moore定律3.集成电路发展的其他特点(1)IC产业是“吞金”工程。(2)IC产业是“金蛋”工程。(3)“通用”IC产业已形成“垄断”趋势，进入的“门槛”很高。(4)“专用”IC“发展迅速”，并已形成产业专门化分工。(5)出现了一批Fabless公司，即专门进行集成电路设计的公司（DesignHouse），将设计结果交由IC制造厂加工。(6)出现了一批Chipless公司，利用IC制造厂的工艺数据，设计具有自主知识产权的IC宏单元，(称为IP核)，不生成集成电路产品。(7)集成电路设计需要微电子、电路系统等多专业设计人员共同完成，各自发挥不同的技术专长作用。(8)ASIC主流产品为“数字集成电路”，但是技术难点是“模拟集成电路”，特别是“微波集成电路”设计二、集成电路的分类1.按电路的规模分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类三、集成电路的分类6.按电路结构分类(1)半导体集成电路，又称为单片集成电路（MonolithicIC）(2)混合集成电路（HIC：HybricIntegratedCircuit）薄膜IC、厚膜IC、薄厚膜IC、多芯片组件(MCM：Multi－ChipMoudle)第一章概论1-1集成电路基本概念一、什么是集成电路二、集成电路的发明和发展三、集成电路分类1-2学习要点一、ASIC研制过程二、IC设计流程三、课程知识框架一、ASIC研制过程集成电路设计集成电路设计制版制版流水加工流水加工划片划片封装封装封装后的芯片封装后的芯片裸片die裸片die硅圆片Wafer硅圆片Wafer掩膜版MASK掩膜版MASK版图layout版图layout一、ASIC研制基本过程ASIC研制包括5个阶段：(1)电路系统设计、(2)版图设计、(3)集成电路芯片加工制造、(4)集成电路封装、(5)成品测试和分析其中“设计”包括的具体工作如流程图所示。电路系统设计只是集成电路设计中的一半工作。XD521电路原理图XD521电路版图二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程二、IC设计流程三、课程知识框架1、集成器件物理基础（8课时）*半导体相关知识、PN结、双极、JFET、MOSFET2、集成电路制造工艺（6课时）*氧化、扩散、离子注入、光刻、外延、金属化等3、集成电路设计（6课时）*双极和CMOS子电路设计4、微电子系统设计（6课时）*单元电路、存储器、ASIC设计方法、SOC微电子技术概论