电子器件-1-1-半导体及器件发展史
半导体器件发展历程共27页PPT资料
• 肖特基（Schottky）和莫特（Mott）于 1939年第一次提出了空间电荷区理论
• B.Davidor提出了不同半导体之间也可以 有整流效应，并提到了半导体中的一个 关键概念——少数载流子的重要性。
1947年Shockley ，Bardeen, Brattain晶体管 （transistor)；1956年获诺贝尔奖。
1949年Shockley p-n结双极晶体管（BJT）
NPN Ge 晶体管
晶体管的三位发明人：巴丁、肖克莱、布拉顿
成为现代电子 工业的基础
晶体管的基础准备
1924年衍射实验证实电子的波动性概念 1928年提出电子的费米—狄拉克统计理论 1931年，威尔逊（A.H.Wilson）提出了固态
半导体器件的发展
半导体器件的发展历程
1874年F.Braun半导体器件的第1项研究金属－半 导体接触。
1907年H.J.Round发光二极管LED。
1930年量子力学的发展以及半导体材料制备技术 的成熟；半导体的光电导、光生伏特效应、整流 效应。
1939年Schottky 肖特基势垒。
Ø1959年，Atalla提出用硅片上热生长二氧化硅层作为栅绝缘 层、贝尔实验室的Kahng和Atalla在1960年用高压水气生长二 氧化硅层获得成功，制备出了第一支MOS场效应晶体管，但性 能还是不稳定。
Ø1967年，A.S.Grove，C.T.Sah，E.H.Snow，B.E.Deal等基本 搞清了Si-SiO2系统的四种电荷的性质，并成为界面物理研究 的基础。在工艺上，找到了控制Na离子玷污的方法，并结合 净化措施和采用高纯级的基础材料，使MOS集成电路得到稳定 生产。
半导体工艺发展历程
半导体工艺发展历程
半导体工艺的发展历程大致如下：
- 20世纪40年代：电子管组成了早期计算机系统的“大脑”。
- 20世纪50年代：晶体管取代了电子管。
- 20世纪60年代：芯片之父肖克利将上百个晶体管集成在一块“芯片”上，使芯片的能力成倍增长。
- 20世纪70年代：第一颗“微处理器”芯片催生了个人计算机的繁荣，同时，新型的存储芯片也为电脑加装了海量“记忆库”。
- 20世纪80年代：“超大规模集成电路”技术让芯片可以容纳上万个晶体管，单片机的能力成倍增强。
- 20世纪90年代：芯片工艺进入深亚微米时代，设计复杂芯片的自动化工具也应运而生。
- 21世纪：移动互联网的繁荣催生了新一代的移动芯片，多核心和软硬件协同设计成为主流。
- 当前：最先进的芯片已达5纳米工艺，人工智能芯片的出现也
将给予芯片新的智能。
随着时间的推移，半导体工艺不断发展，芯片的能力也在不断提升。
这些技术的进步推动了信息时代的发展，赋能了社会的进步。
半导体发展史
半导体发展史可以分为几个阶段。
1.初期阶段：20世纪40年代，科学家发现半导体材料具有较高的电子导电性和较低
的热导率，开始研究半导体器件。
2.发展阶段：50年代，硅和砷化镓半导体晶体管的发明，使得电子器件的性能和尺寸
大大提高，这标志着半导体技术的全面发展。
3.集成电路阶段：60年代，半导体晶体管被集成在一起形成了集成电路，这标志着电
子产品的小型化和高集成度。
4.微处理器阶段：70年代，微处理器的出现，使得电脑和其他电子产品的性能和能力
大大提高。
5.大规模集成电路阶段：80年代，大规模集成电路的发展使得电子产品更加小巧、节
能、高效。
6.现代阶段：进入21世纪以来，随着纳米技术和三维集成电路的发展，半导体技术在
消费电子、通信、计算机、互联网、智能科技等领域得到了进一步提升。
半导体技术的发展历程，使得电子产品的性能和能力不断提高，并对现代科技发展产生了深远的影响。
专题报告-半导体器件的发展历程及其展望
半导体器件的发展历程及其展望摘要：1947年12月23日第一块晶体管在贝尔实验室诞生，从此人类步入了飞速发展的电子时代。
在晶体管技术日新月异的60年里，有太多的技术发明与突破，也有太多为之作出重要贡献的人，更有半导体产业分分合合、聚聚散散的恩怨情仇，当然其中还记载了众多半导体公司的浮浮沉沉。
半导体器件发明之后，人类的历史正式进入了一个新的时代，也就是硅的时代。
硅所代表的正是半导体元件，包括记忆元件、微处理机、逻辑元件、光电元件与侦测器等等在内，举凡电视、电话、电脑、电冰箱、汽车，这些半导体元件无时无刻都在为我们服务。
纵观半导体器件的发展历程,半导体器件对人类社会发展所产生了深刻影响。
探讨了半导体器件所取得的最新研究成果以及它今天面临的挑战及未来发展趋势。
最后阐述了世界半导体产业重心的转移及其给中国半导体产业发展带来的机遇与挑战。
关键词：半导体晶体管微电子技术积体电路半导体产业一、半导体概述半导体（semiconductor），指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料，例如：锗、硅、砷化镓等。
半导体材料具有三大特性∶掺杂性，热敏性，光敏性。
具体解释如下：①掺杂性在纯净的半导体物质中适当地掺入微量杂质，其导电能力将会成百万倍地增加，如半导体二极管、三极管等。
②热敏性在一些情况下温度变化20倍，电阻率变化可达百万倍以上。
利用这一特性可制成自动控制用的热敏元件，如热敏电阻等。
③光敏性在光的照射下，电路中产生电流或电流变化。
半导体光电效应分为两类，一种光照改变电阻值，称为内光电效应，一种光照下产生一定的电动势，称为阻挡层光电效应。
利用半导体材料的光敏特性可制成自动控制用的光敏元件，如光电池、光电管和光敏电阻等。
另外，半导体还具有负电阻率温度特性（半导体材料在受热后电阻率随温度升高而迅速减小，这与金属材料相反），压阻效应（半导体在受到压力后除发生相应的形变外，能带结构发生相应变化，从而电阻发生变化），磁敏感特性（半导体在磁场中会产生霍尔效应、磁阻效应等，热电效应(是指把热能转变为电能的过程，其中最重要的是温差电现象），导电特性（半导体的导电，同时具有两种载流子，即电子和空穴）等其他特性。
电子行业电子技术发展历史
电子行业电子技术发展历史引言电子技术是现代电子行业的核心，它对现代社会产生了深远的影响。
本文将回顾电子行业的电子技术发展历史，从早期的发展到今天的技术创新，展示电子技术在电子行业中的重要性。
早期电子技术的发展电子技术的起源可以追溯到19世纪末。
在这个时期，科学家开始研究电流、电磁场和电子器件。
其中最重要的突破之一是电子管的发明。
电子管时代在20世纪初，电子管成为电子技术的核心。
电子管能放大电信号，并控制电流的流动。
这一技术的发明使得无线电通讯和放大器的发展成为可能。
电子管还被用于计算机和其他电子设备中。
半导体技术的兴起20世纪40年代，半导体技术开始崭露头角。
半导体材料能够控制电流的流动，具有较高的可靠性和稳定性。
最著名的半导体元件是晶体管，它在电子技术中起到了电子管的替代作用。
当代电子技术发展随着计算机技术的迅速发展，电子技术也在不断演进。
下面将重点介绍当代电子技术的发展。
集成电路的出现20世纪60年代，集成电路技术的出现极大地改变了电子行业。
集成电路将多个电子器件集成在一块芯片上，使得电子设备的尺寸更小、性能更强大。
这为计算机、通信和消费电子等领域的快速发展提供了支持。
大规模集成电路的应用20世纪70年代，大规模集成电路（VLSI）的技术进一步推动了电子技术的发展。
VLSI技术能在一块芯片上集成非常大数量的晶体管，从而提供更高的性能和更低的功耗。
这使得计算机和通信设备能够做更复杂的任务，并促进了全球互联网的发展。
可穿戴技术的崛起21世纪初，可穿戴技术开始崭露头角。
智能手表、智能眼镜和健康追踪器等可穿戴设备的出现，使得人们能够通过电子技术更方便地获取信息和监测身体健康。
可穿戴技术的兴起也推动了智能家居和物联网的发展。
人工智能和物联网的融合当代电子技术的另一个重要趋势是人工智能（AI）和物联网（IoT）的融合。
AI和IoT的相互作用使得设备能够自动获取、分析和共享数据，从而提供更智能和便捷的服务。
半导体的发展史
半导体的发展史半导体，这玩意儿，说起来可真是个科技界的传奇。
咱们今儿个就聊聊它的成长故事，不带那些高深莫测的词儿，就用大白话，让你听着跟听邻居大爷讲故事似的亲切。
想当年，半导体还是个不起眼的小角色，藏在电子世界的角落里，默默无闻。
那时候，人们还沉浸在真空管带来的那点光亮里，压根儿没想到这小东西日后能翻江倒海。
但历史的车轮滚滚向前，半导体就像是那匹突然窜出来的黑马，嗖的一下，就闯进了咱们的视野。
一开头啊，半导体是被当作替代品的角色登场的。
那时候，电子器件又大又笨重，还耗电，工程师们愁得直挠头。
嘿，这时候半导体出现了，它小巧玲珑，功耗低，简直就是电子世界的“小清新”。
一开始，人们只是用它来做些简单的放大、开关的活儿，但渐渐地，它的潜力被一点点挖掘出来。
说到这，不得不提一下晶体管的诞生，那可是半导体发展史上的一个里程碑。
晶体管一出，电子器件的世界彻底变了天。
它就像个魔术师，把电子信号玩弄于股掌之间，速度快得让人咋舌。
从此以后，电子设备越做越小，性能却越来越强，这都得感谢半导体这位幕后英雄。
二、半导体的崛起之路半导体的发展，那叫一个迅猛。
从最初的晶体管，到后来的集成电路、微处理器，每一步都走得那么坚定。
记得小时候玩的游戏机，那画面模糊得跟马赛克似的，但现在的手机、电脑，屏幕清晰得能数清脸上的毛孔。
这背后的功臣，就是半导体技术的不断进步。
2.1 集成电路的登场集成电路的出现，简直是给半导体插上了翅膀。
以前，电子器件都是零零散散的，得用好多根线连起来才能工作。
但集成电路一来，嘿，全给集成到一块小芯片上了。
这不仅让电子设备变得更小、更轻，还大大提高了性能。
咱们现在用的手机、电脑里，到处都是集成电路的身影。
2.2 微处理器的崛起再来说说微处理器吧，那可是电脑的心脏。
没有它，电脑就是一堆废铁。
微处理器其实就是一种特殊的集成电路，它负责处理电脑里的所有指令和数据。
从最早的4004微处理器到现在的多核处理器，性能提升了几千倍、几万倍。
电子元器件发展史
电子元器件发展史电子元器件发展史其实就是一部浓缩的电子发展史。
电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。
第一代电子产品以电子管为核心。
四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内取代了电子管。
五十年代末期，世界上出现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化发展。
集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。
由于，电子计算机发展经历的四个阶段恰好能够充分说明电子技术发展的四个阶段的特性，所以下面就从电子计算机发展的四个时代来说明电子技术发展的四个阶段的特点。
在20世纪出现并得到飞速发展的电子元器件工业使整个世界和人们的工作、生活习惯发生了翻天覆地的变化。
电子元器件的发展历史实际上就是电子工业的发展历史。
190年6 ，李·德福雷斯特发明了真空三极管，用来放大电话的声音电流。
此后，人们强烈地期待着能够诞生一种固体器件，用来作为质量轻、价廉和寿命长的放大器和电子开关。
194年7 ，点接触型锗晶体管的诞生，在电子器件的发展史上翻开了新的一页。
但是，这种点接触型晶体管在构造上存在着接触点不稳定的致命弱点。
在点接触型晶体管开发成功的同时，结型晶体管论就已经提出，但是直至人们能够制备超高纯度的单晶以及能够任意控制晶体的导电类型以后，结型晶体管材真正得以出现。
195年0 ，具有使用价值的最早的锗合金型晶体管诞生。
195年4 ，结型硅晶体管诞生。
此后，人们提出了场效应晶体管的构想。
随着无缺陷结晶和缺陷控制等材料技术、晶体外诞生长技术和扩散掺杂技术、耐压氧化膜的制备技术、腐蚀和光刻技术的出现和发展，各种性能优良的电子器件相继出现，电子元器件逐步从真空管时代进入晶体管时代和大规模、超大规模集成电路时代。
半导体材料发展史
半导体材料发展史到了19世纪，科学家开始对半导体材料进行系统的研究。
英国科学家迈克尔·法拉第在1820年观察到了半导体材料硒的特殊电学性质，他发现在一定温度下，硒的电导率会随温度的升高而增加。
这一发现后来被称为"法拉第效应"，为后来的半导体研究奠定了基础。
20世纪初，德国物理学家亨利·列兹在石墨中发现了电子晶体管效应，为半导体材料的发展做出了重要贡献。
1930年代，日本物理学家志村正直发现了硅的半导体特性，他成功地制造了第一个硅晶体管。
20世纪50年代是半导体材料的黄金时期，通过合金改性和杂质掺杂等手段，科学家们成功地改变了半导体材料的电学性质。
这一时期，德国科学家卡尔·霍恩巴赫在研究中发现了掺杂磷素的硅具有N型半导体特性，而掺杂硼的硅具有P型半导体的特性。
这一发现奠定了现代半导体器件的基础。
20世纪60年代，发现了克尔效应，这是一种在金属-半导体结构中会出现的现象，进一步拓宽了半导体材料的应用范围。
同时，随着集成电路技术的发展，半导体材料得到了广泛应用。
美国企业Fairchild Semiconductor在1960年代成功地生产出第一个集成电路，这标志着半导体材料进入了集成电路时代。
20世纪70年代以后，半导体材料的发展进一步加速。
随着计算机技术、通信技术等的迅猛发展，对半导体器件的要求也越来越高。
为了满足这些需求，科学家们不断地研发新的半导体材料。
例如，发现了III-IV族半导体材料，如砷化镓、磷化镓等，它们具有更高的电子迁移率和更好的热传导性能，可以用于高速电子器件的制造。
近年来，新型半导体材料的研究也取得了一系列重要的突破。
例如，石墨烯作为一种单层碳原子构成的材料，具有出色的电导率和热传导性能，被誉为“新材料之王”。
此外，III-V族和II-VI族半导体材料、有机半导体材料等也被广泛应用于光电子器件、太阳能电池等领域。
总结起来，半导体材料的发展经历了漫长的历史过程。
电子元器件发展史资料
电子元器件发展史资料电子元器件的发展史可以追溯到20世纪初，那时电子学刚刚起步。
在电子学发展的初期，人们主要使用的是真空电子管，这种器件的缺点是体积大、功耗高、寿命短。
随着科学技术的不断发展，人们开始研究新的电子器件，以取代真空电子管。
20世纪50年代，晶体管的出现是电子元器件发展史上的一次重大革命。
晶体管是一种半导体器件，具有体积小、功耗低、寿命长等优点，很快就取代了真空电子管，成为电子设备中的主要器件。
在晶体管的基础上，人们又研制出了集成电路，将多个晶体管和其他元件集成在一个芯片上，使得电子设备更加小型化、高效化。
随着集成电路的不断发展，人们又研制出了各种新型的电子元器件，如微处理器、存储器、传感器等。
这些新型的电子元器件不断推动着电子设备的发展，使得电子设备更加智能化、多功能化。
除了传统的电子元器件外，近年来还出现了一些新型的电子元器件，如石墨烯电子器件、纳米电子器件等。
这些新型的电子元器件具有更高的性能和更小的体积，将成为未来电子设备中的重要组成部分。
总的来说，电子元器件的发展史是一部不断创新和进步的历史。
从真空电子管到晶体管、集成电路，再到新型的电子元器件，每一次技术的突破都给电子设备带来了革命性的变化。
未来，随着科学技术的不断发展，电子元器件将会更加小型化、高效化、智能化，为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
半导体技术的发展历程
3.9 5-6 7 10 10-20 15-30 30
High k介质材料
淀积方法： • MOCVD • PVD (溅射, 蒸发) • ALE (原子层淀积) • MBE
18
High k介质材料 ALD (原子层淀积)
15
High k介质材料
材料要求 : • • • • • 高介电常数 热稳定性 界面质量 易于处理 可靠性
16
High k介质材料
• • • • • • •
SiO2 Si3N4/SiO2 stack Si3N4 Al2O3 ZrSiOy, HfSiOx, LaSiOx ZrO2, HfO2, La2O3, Y2O3 crystal Pr2O3
9
2、太阳能电池技术；
（3）异质结结构： 最早专利申请始于1956年 （4）肖特基结结构： 专利申请始于1966年
10
2、太阳能电池技术；
（5）MIS结结构 专利申请始于1971年 （6）超晶格能带结构 专利申请始于1982年 （7）能带渐变结构 最早专利申请始于1977年
4
二、半导体技术的热点
1、纳米技术； 2、太阳能电池技术（光电）； 3、LED技术（OLED技术，电光）； 4、FinFET技术。
5
2、太阳能电池技术；
（1）单晶硅太阳能电池 目前单晶硅太阳能电池的光电转换效率为15%左右，最高的达到24％，单晶 硅太阳能电池一般采用钢化玻璃以及防水树脂进行封装，因此其坚固耐用， 使用寿命一般可达15年，最高可达25年。 （2）多晶硅太阳能电池 多晶硅太阳电池的制作工艺与单晶硅太阳电池差不多，但是多晶硅太阳能电 池的光电转换效率则要降低不少，其光电转换效率约12％左右。 （3）非晶硅太阳能电池 非晶硅太阳电池是1976年出现的新型薄膜式太阳电池，目前国际先进水平为 10％左右，且不够稳定，随着时间的延长，其转换效率衰减。
中国半导体产业发展历史大事记之二
中国半导体产业发展历史大事记之二◎分立器件发展阶段（１９５６--１９６５）１９５６年中国提出“向科学进军”，国家制订了发展各门尖端科学的“十二年科学技术发展远景规划”，明确了目标。
根据国外发展电子器件的进程，提出了中国也要研究发展半导体科学，把半导体技术列为国家四大紧急措施之一。
从半导体材料开始，自力更生研究半导体器件。
为了落实发展半导体规划，中国科学院应用物理所首先举行了半导体器件短期训练班。
请回国的半导体专家内昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制技术和半导体线路。
参加短训班的约１００多人。
当时国家决定由五所大学-北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学联合在北京大学半导体物理专来，共同培养第一批半导体人才。
五校中最出名的教授有北京大学的黄昆、复旦大学的谢希德和吉林大学的高鼎三。
１９５７年就有一批毕业生，其中有现在成为中国科学院院士的王阳元（北京大学）、工程院院士的许居衍（华晶集团公司）和电子工业部总工程师俞忠钰等人。
之后，清华大学等一批工科大学也先后设置了半导体专业。
中国半导体材料从锗（Ｇｅ）开始。
通过提炼煤灰制备了锗材料。
１９５７年北京电子管厂通过还原氧化锗，拉出了锗单晶。
中国科学院应用物理研究所和二机部十局第十一研究所开发锗晶体管。
前者由王守武任半导体实验室主任，后者由武尔桢负责。
１９５７可国依靠自己的技术开发，相继研制出锗点接触二极管和三极管（即晶体管）。
为了加强半导体的研究，中国科学院于１９６０年在北京建立了半导体研究所，同年在河北省石家庄建立了工业性专业研究所-第十三研究所，即现在的河北半导体研究所。
到六十年代初，中国半导体器件开始在工厂生产。
此时，国内搞半导体器件的已有十几个厂点。
当时北方以北京电子管厂为代表，生产了ＩＩ－６低频合金管和ＩＩ４０１高频合金扩散管；南方以上海元件五厂为代表。
在锗之后，很快也研究出其他半导体材料。
１９５９年天津拉制了硅（Ｓｉ）单晶。
半导体材料的发展简史
半导体材料的发展简史半导体的发现实际上可以追溯到很久以前，1833年，英国巴拉迪最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属，一般情况下，金属的电阻随温度升高而增加，但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。
这是半导体现象的首次发现。
不久，1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结，在光照下会产生一个电压，这就是后来人们熟知的光生伏特效应，这是被发现的半导体的第二个特征。
1873年，英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应，这是半导体又一个特有的性质。
半导体的这四个效应，(jianxia霍尔效应的余绩──四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了，但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。
而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。
在1874年，德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关，即它的导电有方向性，在它两端加一个正向电压，它是导通的；如果把电压极性反过来，它就不导电，这就是半导体的整流效应，也是半导体所特有的第三种特性。
同年，舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。
半导体材料是半导体工业的基础，它的发展对半导体工业的发展具有极大的影响。
如果按化学成分及内部结构，半导体材料大致可以分为以下几类：一是元素半导体材料，包括锗(Ge)、硅(Si)、硒(Se)、硼(B)等。
20世纪50年代，锗在半导体工业中占主导地位，但锗半导体器件的耐高温和抗辐射性能较差，到20世纪60年代后期逐渐被硅材料取代。
用硅制造的半导体器件，耐高温和抗辐射性能较好，特别适宜制作大功率器件。
因此，硅已成为应用最多的一种半导体材料，目前的集成电路大多数是用硅材料制造的。
二是化合物半导体，它是由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料。
它的种类很多，重要的有砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、锑化铟(InSb)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)、硫化镉(CdS)等。
常用电子元器件简介b
1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8
*************************电 阻 器*************************
说明：
1）将表中的数值分别乘以10n即可得出相应的电阻值。
如：
1K 1.1K 1.2K 1.3K 1.5K 1.6K 1.8K 2K 3.3K 3.6K 3.9K 4.3K 4.7K 5.1K 5.6K 6.2K 10K 33K 11K 36K 12K 39K 13K 15K 43K 47K 16K 51K 18K 56K 2K 62K 2.2K 2.4K 2.7K 3K 3.2K 6.6K 8.2K 9.1K 22K 66K 24K 82K 27K 3K 32K 91K
*************************电 阻 器************************* 电阻值按精度要求又划分成几个系列，如E96、E24、 E12、E6 等，显然，阻值间隔与精度密切相关，其中 E96和E24为常用规格。按国家标准，电阻器的精度等级 如表所示：
E96系列 （允许偏差±1％） E-96 RESISTANCE TOLERANCE (±1%)
E24系列 （2\±5\10％）
E12系列 （±10％） 1.0 1.8 3.3 5.6 1.2 2.2 3.9 6.8 1.5 2.7 4.7 8.2
E6系列 （±20％）
1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1
************************* 概 *** 述 *********************** 2。无源器件（电子元件）： 电阻R、电感L、电容C 3。开关、接插件 工作方式：开合式、触压式等 功 能： 功率器件、信号器件等 形 状：单排、双排、弯针等 4。 电磁器件 继电器、接触器、螺线管、电磁阀等
半导体器件基础 - 1
Introduction
导论
Introduction
发明的锗片上集 成电路 和 Robert Noycy 发明 的硅片上集成电路无疑是 将半导体产业引入 “ 量 产阶段 ” 的重大里程碑。
Jack Kilby
Fundamental of Semiconductor Devices
导论
Introduction
重大事件是中星微电子在 纳斯达克成功上市。此后 风险投资对中国半导体行 业空前关注和看好。
Fundamental of Semiconductor Devices
导论
Introduction
2006
年，私募基金加入半
导体行业。这种基于大者 恒大的定论将变成一种趋
势。对中国半导体行业也 算得上是一个里程碑。
导论
年，支持速度更快和 占用内存更少的精简指令 集芯片 ( RISC ) 技术实现商 业化。 同年 16M DRAM 问世，标志 着半导体产业进入超大规 模集成电路 ( ULSI ) 阶段。
1988
Fundamental of Semiconductor Devices
Introduction
导论
导论
Introduction
年英特尔推出第一片 DRAM； 次年推出 SRAM 和 EPROM 以及第一片微处理 器 4004 。存储器芯片和微 处理器的发明，决定了半 导体工业发展的方向。
1970
Fundamental of Semiconductor Devices
导论
Introduction
于是，半导体产业常青树 德州仪器 ( Texas Introments ) 、 摩托罗拉 ( Motorola ) 、飞兆 ( Fairchild ) 和国家半导体 ( National Semiconductor ) 等诞生 硅谷开始成为半导体产业 的中心……
半导体材料发展史
半导体材料发展史20世纪初，半导体材料的研究正处于起步阶段。
1904年，德国科学家高德纳(Gretener)首次通过实验证明导体和绝缘体介于之间存在一类新的材料—半导体。
之后，砷磷化物、硒化铅等半导体材料也陆续发现。
然而，由于当时对于半导体内部相结构和掺杂机理的了解不足，且材料质量较差，半导体材料的应用发展相对较为缓慢。
20世纪40年代，随着科学技术水平的进步，半导体材料的研究和应用取得了重大突破。
1947年，美国贝尔实验室的肖克利(Bardeen)、布拉顿(Brattain)和肖克利(Shockley)通过实验发现了晶体管的效应，由此开启了半导体器件的革命性发展。
此后，多种半导体材料相继被发现，并应用于二极管、晶体管等电子器件中。
硅材料由于其丰富资源、成本低、稳定性高等优点，成为最主要的半导体材料。
在20世纪60年代，半导体材料的研究和应用进入了一个新的阶段。
1960年，美国贝尔实验室的穆尔(Gordon Moore)提出了著名的“穆尔定律”，即芯片上的晶体管数量每18个月翻一番。
这一定律推动着半导体材料的发展，在此背景下，砷化镓材料被第一次用于制造半导体元件，同时也催生了第一个微处理器的诞生。
进入20世纪70年代，半导体材料的研究重点逐渐转向了功能性的半导体材料的开发。
1971年，美国贝尔实验室的加布瑞斯基(Gapruschin)、邓尼(Denney)和Lemel(James D.Lemel)研制出了第一种红外探测器，利用HgCdTe化合物半导体材料制作制成。
此外，氮化镓材料的应用也成为研究的热点，它具有宽带隙、高饱和漂移速度等优点，被广泛应用于蓝光发光二极管和激光器等领域。
到了20世纪80年代，半导体材料逐渐进入集成电路阶段。
1984年，美国IBM公司的潘尼[1]开发出集成电路中用于存储信息的随机存储器(SRAM)，使得集成电路的存储容量大大提高。
同时，砷化镓材料的研究也取得了重要突破，首次在低温下制备出了高质量的砷化镓薄膜。
电子元器件发展经历的四个阶段
电子元器件发展经历的四个阶段电子元器件是电子元件和电小型的机器、仪器的组成部分，其本身常由若干零件构成，可以在同类产品中通用；常指电器、无线电、仪表等工业的某些零件，如电容、晶体管、游丝、发条等子器件的总称。
常见的有二极管等。
电子元器件包括：电阻、电容器、电位器、电子管、散热器、机电元件、连接器、半导体分立器件、电声器件、激光器件、电子显示器件、光电器件、传感器、电源、开关、微特电机、电子变压器、继电器、印制电路板、集成电路、各类电路、压电、晶体、石英、陶瓷磁性材料、印刷电路用基材基板、电子功能工艺专用材料、电子胶（带）制品、电子化学材料及部品等。
电子元器件发展史其实就是一部浓缩的电子发展史。
电子技术是十九世纪末、二十世纪初开始发展起来的新兴技术，二十世纪发展最迅速，应用最广泛，成为近代科学技术发展的一个重要标志。
第一代电子产品以电子管为核心。
四十年代末世界上诞生了第一只半导体三极管，它以小巧、轻便、省电、寿命长等特点，很快地被各国应用起来，在很大范围内取代了电子管。
五十年代末期，世界上出现了第一块集成电路，它把许多晶体管等电子元件集成在一块硅芯片上，使电子产品向更小型化发展。
集成电路从小规模集成电路迅速发展到大规模集成电路和超大规模集成电路，从而使电子产品向着高效能低消耗、高精度、高稳定、智能化的方向发展。
由于，电子计算机发展经历的四个阶段恰好能够充分说明电子技术发展的四个阶段的特性，所以下面就从电子计算机发展的四个时代来说明电子技术发展的四个阶段的特点。
在20世纪出现并得到飞速发展的电子元器件工业使整个世界和人们的工作、生活习惯发生了翻天覆地的变化。
电子元器件的发展历史实际上就是电子工业的发展历史。
1906年，李·德福雷斯特发明了真空三极管，用来放大电话的声音电流。
此后，人们强烈地期待着能够诞生一种固体器件，用来作为质量轻、价廉和寿命长的放大器和电子开关。
1947年，点接触型锗晶体管的诞生，在电子器件的发展史上翻开了新的一页。
全球和中国半导体产业发展历史和大事记
全球和中国半导体产业发展历史和大事记1947年，美国贝尔实验室发明了半导体点接触式晶体管，从而开创了人类的硅文明时代。
1956年，我国提出“向科学进军”，根据国外发展电子器件的进程，提出了中国也要研究半导体科学，把半导体技术列为国家四大紧急措施之一。
中国科学院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训班。
请回国的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制造技术和半导体线路。
在五所大学――北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学联合在北京大学开办了半导体物理专业，共同培养第一批半导体人才。
培养出了第一批著名的教授：北京大学的黄昆、复旦大学的谢希德、吉林大学的高鼎三。
1957年毕业的第一批研究生中有中国科学院院士王阳元（北京大学微电子所所长）、工程院院士许居衍（华晶集团中央研究院院长）和电子工业部总工程师俞忠钰（北方华虹设计公司董事长）。
1957年，北京电子管厂通过还原氧化锗，拉出了锗单晶。
中国科学院应用物理研究所和二机部十局第十一所开发锗晶体管。
当年，中国相继研制出锗点接触二极管和三极管（即晶体管）。
1958年，美国德州仪器公司和仙童公司各自研制发明了半导体集成电路（IC）之后，发展极为迅猛，从SSI（小规模集成电路）起步，经过MSI（中规模集成电路），发展到LSI（大规模集成电路），然后发展到现在的VLSI（超大规模集成电路）及最近的ULSI（特大规模集成电路），甚至发展到将来的GSI （甚大规模集成电路），届时单片集成电路集成度将超过10亿个元件。
1959年，天津拉制出硅（Si）单晶。
1960年，中科院在北京建立半导体研究所，同年在河北建立工业性专业化研究所――第十三所（河北半导体研究所）。
1962年，天津拉制出砷化镓单晶（GaAs），为研究制备其他化合物半导体打下了基础。
1962年，我国研究制成硅外延工艺，并开始研究采用照相制版，光刻工艺。
1963年，河北省半导体研究所制成硅平面型晶体管。
电子发展史
发展史：1，1904年，J.A.Fleming发明了最简单的二极管（diode或valve），用于检测微弱的无线电信号。
2，1905年，爱因斯坦提出光子假设，成功解释了光电效应，因此获得1921年诺贝尔物理奖。
，3，1906年，L.D.Forest在二极管中安上了第三个电极（栅极，grid）发明了具有放大作用的三极管，这是电子学早期历史中最重要的里程碑。
,4，1940年帕金森和洛夫尔研制成电子模拟计算机5，1948年用半导体材料做成了第一只晶体管，叫“半导体器件”或“固体器件”（solid-state device）。
1951年有了商品，这是出现分立元件的有一个里程碑,5，1959年Kilby在IRE（美国无线电工程师学会）的一次会议上宣布“固体电路”（solid circuit）的出现，以后叫“集成电路”（integrated circuit）。
6，、1964年：汤斯（美国）在量子电子学领域的基础研究成果，为微波激射器、激光器的发明奠定理论基础；巴索夫、普罗霍罗夫（苏联）发明微波激射器6，1966年进入“中规模集成”（medium-scale integration）阶段，每个芯片上有100～1000个元器件。
1969年进入“大规模集成”（large-scale integration）阶段，每个芯片上的元器件达到10000个以下。
1975年更进一步跨入“超大规模集成”世界上第一台电子计算机于1946年在美国研制成功，取名ENIAC （Electronic Numerical Integrator and Calculator）。
第一代（1946~1957年）是电子计算机，它的基本电子元件是电子管，内存储器采用水银延迟线，外存储器主要采用磁鼓、纸带、卡片、磁带7，第二代（1958~1970年）是晶体管计算机晶体管计算机的基本电子元件是晶体管，内存储器大量使用磁性材料制成的磁芯存储器。
第三代（1963~1970年）是集成电路计算机第三代集成电路计算机的基本电子元件是小规模集成电路和中规模集成电路，磁芯存储器进一步发展，并开始采用性能更好的半导体存储器，运算速度提高到每秒几十万次基本运算。
半导体发展简介
1964年，仙童半导体公司创始人之一摩尔博士，以三页纸的短小篇幅，发表了一个奇特的 定律。摩尔天才地预言说道，集成电路上能被集成的晶体管数目，将会以每 18个月翻一 番的速度稳定增长，并在今后数十年内保持着这种势头。摩尔所作的这个预言，因后来集 成电路的发展而得以证明，并在较长时期保持了它的有效性，被人誉为“摩尔定律”，成 为新兴电子电脑产业的“第一定律”。 60 年代的仙童半导体公司进入了它的黄金时期。 到1967年，公司营业额已接近 2 亿美元， 在当时可以说是天文数字。然而，也就是在这一时期，仙童公司也开始孕育着危机。母公 司总经理不断把利润转移到东海岸，去支持费尔柴尔德摄影器材公司的盈利水平。
TTL IC （Transistor-Transistor
Logic）
CMOS/MOS
1969年 LSI 103 -104
1969年 1971年
阿姆斯特朗在月球登陆 英特尔公司 (intel Com.) 微处理机 (Microcomputer 4004)
电子设备集成化 Information Age
P-N结 太阳能电池
作者/发明者
Braun
Round
Bardeen, Brattain, Shockley Ebers
Chapin, Fuller, Pearson
16
公元 1957 1958 1960 1962 1963 1963 1966 1967 1970 1974 1980 1994 2001
将大量的分立器件, 如晶体管、 电阻、电容等 ，在一块芯片 上制作出来并由导线相连以 完成某些电路功能。
7
集成电路的发明过程 – 别忘了Noyce
在Jack Kilby发明集成电路的同时，当时工作于Fairchild Semiconductor (co-founder of Intel) 的 Robert Noyce 也意识到可以在单个芯片上制作电路，他在听说 Kilby已申请了类似的专利后，于1959年1月也提出了更为 详细的专利申请。并早于Kilby 一年获得专利批准。
中国半导体产业发展历史大事记之一
中国半导体产业发展历史大事记之一1947年，美国贝尔实验室发明了半导体点接触式晶体管，从而开创了人类的硅文明时代。
1956年，我国提出“向科学进军”，根据国外发展电子器件的进程，提出了中国也要研究半导体科学，把半导体技术列为国家四大紧急措施之一。
中国科学院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训班。
请回国的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制造技术和半导体线路。
在五所大学――北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学联合在北京大学开办了半导体物理专业，共同培养第一批半导体人才。
培养出了第一批著名的教授：北京大学的黄昆、复旦大学的谢希德、吉林大学的高鼎三。
1957年毕业的第一批研究生中有中国科学院院士王阳元（北京大学微电子所所长）、工程院院士许居衍（华晶集团中央研究院院长）和电子工业部总工程师俞忠钰（北方华虹设计公司董事长）。
1957年，北京电子管厂通过还原氧化锗，拉出了锗单晶。
中国科学院应用物理研究所和二机部十局第十一所开发锗晶体管。
当年，中国相继研制出锗点接触二极管和三极管（即晶体管）。
1958年，美国德州仪器公司和仙童公司各自研制发明了半导体集成电路（IC）之后，发展极为迅猛，从SSI（小规模集成电路）起步，经过MSI（中规模集成电路），发展到LSI（大规模集成电路），然后发展到现在的VLSI（超大规模集成电路）及最近的ULSI（特大规模集成电路），甚至发展到将来的GSI（甚大规模集成电路），届时单片集成电路集成度将超过10亿个元件。
1959年，天津拉制出硅（Si）单晶。
1960年，中科院在北京建立半导体研究所，同年在河北建立工业性专业化研究所――第十三所（河北半导体研究所）。
1962年，天津拉制出砷化镓单晶（GaAs），为研究制备其他化合物半导体打下了基础。
1962年，我国研究制成硅外延工艺，并开始研究采用照相制版，光刻工艺。
1963年，河北省半导体研究所制成硅平面型晶体管。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5
Key Laboratory of MEMS of Ministry of Education
Nanjing • China
Southeast University
Contacts Name:
Lei Wang
Address: Key Laboratory of MEMS of Ministry of Education Room 209, Nangao Building Sipailou Campus
Edison Effect Thomas Edison (1847-1931) 1884
9
Key Laboratory of MEMS of Ministry of Education
Nanjing • China
Southeast University
2
Key Laboratory of MEMS of Ministry of Education
Nanjing • China
Southeast University
Main Content of This Course – Electronic Devices
Chapter 6: Field Effect Transistor (FET) Junction FET (JFET) Metal-Semiconductor FET (MESFET) High Electron Mobility Transistor (HEMT) Metal Oxide Semiconductor FET (MOSFET)
7
Key Laboratory of MEMS of Ministry of Education
Nanjing • China
Southeast University
Historical Overview of Microelectronics
Vacuum Tube FET Transistor Integrated Circuit CPU Historical Overview of Microelectronics and Future
Tel:
+86-25-83792632 ext. 8812
E-mail: lei-wang@
6
Key Laboratory of MEMS of Ministry of Education
Nanjing • China
Southeast University
HISTORICAL OVERVIEW OF MICROELECTRONICS
4
Key Laboratory of MEMS of Ministry of Education
Nanjing • China
Southeast University
Textbook & References
B. G. Streetman, Solid State Electronic Devices, 6th Edition, , 2007
Chapter 7: Bipolar Junction Transistor (BJT) Bipolar Junction Transistor (BJT) Heterojunction Bipolar Transistor (HBT)
Chapter 8: Optoelectronic Devices Solar Cells; Photodetectors; Light-Emitting Diodes (LED); Semiconductors Lasers
Electronic Devices
-History and Develop
Presented by sity
Key Laboratory of MEMS of Ministry of Education
Nanjing • China
Southeast University
Nanjing • China
Southeast University
Calendar and Test
Calendar:
Course: 1st – 16th week 3 Times of Homework, Chapter 6, 7, 8 Test: 17th – 18th week
Test: Textbook, calculator
Chapter 10: High-Frequency and High-Power Devices Tunnel Diode;Gunn Diode;Impact Avalanche Transit Time (IMPATT)
3
Key Laboratory of MEMS of Ministry of Education
Outlines
Main Content of This Course – Electronic Devices
Calendar and Test
Textbook and Reference
Contacts
Historical Overview of Microelectronics and Future Development
S. M. Sze, Ed, Modern Semiconductor Device Physics, Wiley, New York, 1998.
S. M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd Ed., Wiley, New York, 1981.
Development
8
Key Laboratory of MEMS of Ministry of Education
Nanjing • China
Southeast University
Vacuum Tube - Diode
Principle of Thermionic Diode Frederick Guthrie (1833-1886) 1873