微电子技术概论_西电微电子.
微电子学概论 ppt课件
自1968年开始，硅技术为代表的信息技术领域的学术 论文超过了以钢铁技术为代表的机械领域的学术论文
PPT课件
PPT课件
PPT课件
11个国家集成电路人才 培养基地
一. 微电子技术与半导体集成电路
微电子学- 信息科学的基础 研究在固体（半导体）材料上构成的微小型化电路、子系统及系统 的电子学分支，研究芯片级微电路系统的科学。研究电子或离子在 固体材料中的运动规律及其应用，并实现信号处理。
PPT课件
课程内容及学时安排 2学分 32学时
第一章 概论 （多媒体）
3 学时
第二章 集成器件物理基础（部分多媒体）
12学时
第三章 集成电路制造工艺 （多媒体）
7 学时
第四章 集成电路设计（多媒体）
4 学时
第五章 微电子系统设计 （多媒体）
2 学时
第六章 集成电路C A D技术（计算机辅助设计) 4 学时
PPT课件
除了自身对国民经济的巨大贡献之外
PPT课件
采用交流传动改造后，电力机车可节电20%-30% 内燃机车可节油12%-14%
全国一半以上中等城市的自来水公司，在管网自动 检测和生产调度中使用计算机控制，可使自来水流 失率降低50%
PPT课件
PPT课件
PPT课件
人类社会的材料(主要) 宽禁带半导体材料(GaAs)
微电子学概论
PPT课件
教学目的
了解微电子学发展历史及在科学技术、国民经济、国家安全
的重要战略作用。
对微电子技术发展过程中的一些基本规律、发展前景的展望
和进行预测；对充分反映微电子技术领域的最新成果、体现前 沿性和时代性等进行了解。
在半导体物理基础上，对半导体器件基础、大规模集成电路
微电子学概论
微电子学概论微电子学是一门研究微观世界中的电子行为和器件的学科，是电子工程的重要分支。
它主要研究微小尺寸下电子元器件（例如晶体管和集成电路）的制造和运作原理。
微电子学可以追溯到20世纪50年代，随着科技的发展，它逐渐成为电子工程中的重要学科。
在微电子学中，主要研究以下几个方面：微电子器件的设计和制造、电子器件的特性和行为、器件的集成和封装、微电子系统的设计和应用等。
微电子学的研究对象都是小于1微米的尺度，因此需要运用微细加工技术和各种先进的材料制造技术。
微电子学的发展离不开半导体材料的研究和应用。
半导体材料的特性使得它可以在电导性上有所区别，有导电和绝缘两种状态。
这种特点使得半导体材料成为微电子学中最重要的材料之一、半导体材料通过掺杂、结构设计和制造工艺等方式可以制造D型、N型和P型半导体材料。
在半导体中，N型电子和P型空穴可以在特定条件下合并，形成PN结构，利用PN结可以制造晶体管和二极管等微电子器件。
微电子学的应用非常广泛。
几乎所有的电子设备都离不开微电子学的应用，例如计算机、手机、电视等消费电子产品都需要微电子技术来制造高性能的集成电路芯片。
此外，微电子技术还应用于医疗设备、航天器件、军事装备等高技术领域。
微电子技术的发展使得计算机和通信技术得以飞速发展，推动了人类社会的科技进步。
然而，微电子学也面临一些挑战和问题。
首先，微电子器件的尺寸越来越小，工艺复杂度逐渐增加，这对制造和测试带来了困难。
其次，尺寸越小，器件的故障率越高，如何提高器件的可靠性和稳定性是微电子学研究的重要方向之一、此外，微电子技术对纳米材料和量子效应等新兴领域的研究和应用也面临着挑战。
总结来说，微电子学作为电子工程的一个重要学科，研究微观世界中的电子行为和器件。
它与半导体材料密切相关，应用广泛，推动了现代科技的发展。
随着科技的进步，微电子学在器件制造、工艺和应用等方面仍然面临许多挑战和问题，需要通过不断地研究和创新来推动其发展。
微电子学概论Chap01
当前，微电子产业的发展规模和科学技术水平已成 为衡量一个国家综合实力的重要标志。
52
微电子对传统产业的渗透与带动作用
电子装备更新换代都基于微电子技术的 进步，其灵巧（Smart）的程度都依赖于 集成电路芯片的“智慧”程度和使用程度
集成电路：Integrated Circuit (IC)
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，“集成”在一块半 导体单晶片(如硅或砷化镓)上
通过一系列特定的加工工艺来集成 封装在一个外壳内 执行特定电路功能
集成电路
微电子学
研究在固体（主要是半导体）材料 上构成的微小型化器件、电路及系 统的电子学分支学科
58
获得2000年Nobel物理奖
1958年第一块集成电路：TI公司的Kilby，Ge晶片
59
Robert N. Noyce
1959年7月第一块平面单片集成电路：Fairchild公司的Noyce 在Si 衬底制备了平面集成电路：氧化物隔离，Al互联
微电子发展史上的几个里程碑
1962年Wanlass——CMOS技术现在集成电 路产业中占95%以上
61
62
第一个CPU：4004
微电子发展的规律
不断提高产品的性能价格比 是微电子技术发展的动力
集成电路芯片的集成度每三 年提高4倍，而加工特征尺
寸缩小 2 倍，这就是摩尔 定律
63
64
微电子技术发展的ROADMAP
基于市场竞争，不
断提高产品的性能价格
比是微电子技术发展的
动力。在新技术的推动
微电子学概论课件
集成电路的作用
§小型化 §价格急剧下降 §功耗降低 §故障率降低
微电子学概论课件
§其次，统计数据表明，发达国家在发 展过程中都有一条规律
Ø 集成电路（IC）产值的增长率（RIC）高于电子 工业产值的增长率（REI）
Ø 电子工业产值的增长率又高于GDP的增长率 （RGDP）
Ø 一般有一个近似的关系
▪ 杂质处于两种状态：中性态和离化态。 当处于离化态时，施主杂质向导带提供 电子成为正电中心；受主杂质向价带提 供空穴成为负电中心。
微电子学概论课件
按结构形式的分类
§单片集成电路：
Ø它是指电路中所有的元器件都制作 在同一块半导体基片上的集成电路
Ø在半导体集成电路中最常用的半导 体材料是硅，除此之外还有GaAs等
§混合集成电路：
Ø厚膜集成电路 Ø薄膜集成电路
微电子学概论课件
按电路功能分类
§数字集成电路(Digital IC)：它是指处理数字 信号的集成电路，即采用二进制方式进行数 字计算和逻辑函数运算的一类集成电路
（ b）单胞无需是基本的
晶体结构
§ 三维立方单胞
Ø 简立方、
体心立方、
面立方
固体材料的能带图
固体材料分成：超导体、导体、半导体、绝缘体
半导体的能带
▪ 本征激发
有效质量的意义
▪ 自由电子只受外力作用；半导体中的电子 不仅受到外力的作用，同时还受半导体内 部势场的作用
▪ 意义：有效质量概括了半导体内部势场的 作用，使得研究半导体中电子的运动规律 时更为简便（有效质量可由试验测定）
W. Schokley J. Bardeen W. Brattain
获得1956年 Nobel物理 奖
微电子学概论课件
关于西安电子科技大学微电子考研方向
西电的2012级微电子学院的招生简章070205 凝聚态物理（招生人数4人）：方向：03 宽禁带半导体材料和器件物理：汤晓燕副教授04 纳米材料的制备工艺与性能分析：李德昌教授05 硅基半导体材料与器件物理、铁电材料与物理：戴显英教授06 新型半导体材料与器件物理：柴常春教授07 材料模拟与设计、超硬材料、稀磁半导体：魏群副教授考试科目：①101思想政治理论②201英语③602高等数学（不含线性代数和概率论）④872普通物理（不含力学）复试科目（二选一）：9111微电子技术概论9112固体物理080804 电力电子与电力传动（招生人数8人）：方向：05 功率器件与集成电路：李跃进教授08 电力电子智能控制技术：宣荣喜教授09 电力电子集成技术：胡辉勇教授10 功率器件与电路应用：吕红亮教授11 高频电源、特种电源、电频调速技术：明正峰教授考试科目：①101思想政治理论②201英语一③301数学一④843自动控制原理（古典控制）复试科目（二选一）：9111 微电子技术概论9113模拟电子技术基础080903 微电子学与固体电子学（招生人数105人）：方向：01 新型半导体器件和VLSI可靠性：郝跃教授03 微电路系统芯片设计与可靠性：庄奕琪教授04 集成电路设计与VLSI技术：杨银堂教授08 半导体器件与电路计算机模拟：张玉明教授09 VLSI技术与可靠性、新型材料与器件：柴常春教授10 VLSI与高密度集成技术：李跃进教授12 新型半导体器件与集成电路技术：戴显英教授14 新型半导体器件和VLSI可靠性：刘红侠教授17 VLSI设计方法学：马佩军副教授18 VLSI系统设计和半导体集成电路工艺技术：刘毅副教授19 SOC设计方法学：王俊平教授20 VLSI设计与可制造性研究：赵天绪教授21 微波功率半导体器件：刘英坤教授22 宽禁带半导体材料和器件：张进成教授23 VLSI器件模型及仿真：吕红亮教授24 混合信号集成电路设计：朱樟明教授25 新型半导体材料、器件与集成：贾护军副教授26 宽禁带半导体物理与器件：杨林安教授28 高速半导体器件与集成电路技术：胡辉勇教授29 宽禁带新型电子器件和光电器件：冯倩副教授32 微电路可靠性：包军林副教授33 集成电路设计与新型半导体器件：高海霞副教授34 宽禁带半导体材料和器件的研究：汤晓燕副教授35 系统集成技术及集成电路设计方法学：董刚副教授36 MEMS技术：娄利飞副教授37 VLSI技术与VLSI可靠性：吴振宇副教授38 宽禁带半导体材料与器件：张金风副教授39 宽禁带半导体材料与器件：郭辉副教授40 大规模混合信号集成电路设计及高层次模型：刘帘曦副教授41 高速半导体器件与集成电路技术：舒斌副教授42 集成电路可靠性与制造过程控制、评价技术：游海龙副教授43 新型半导体材料与器件：张军琴副教授44 混合信号集成电路、可重构系统、SoC设计：赖睿副教授45 超低功耗射频混合信号集成电路设计方法学：李小明副教授46 宽禁带半导体工艺与新型器件结构：王冲副教授考试科目：①101思想政治理论②201英语一③301数学一④801 半导体物理、器件物理与集成电路（半导体物理60%，MOS器件物理20%，数字集成电路20%）复试科目（三选一）：9113模拟电子技术基础9114半导体器件物理9115半导体集成电路080920 集成电路系统设计（招生人数19人）：方向：01 SOC设计与设计方法学：郝跃教授02 通信与功率系统集成：庄奕琪教授03 混合信号电路与系统芯片设计：杨银堂教授04 射频集成电路设计：张玉明教授06 模拟集成电路设计：柴常春教授07 高速半导体器件与集成电路设计技术：刘红侠教授08 VLSI系统及设计研究：马佩军副教授09 VLSI设计及高速集成电路设计方法学：刘毅副教授10 集成电路设计方法与物理实现技术：史江义副教授考试科目：①101思想政治理论②201英语一②201英语一④801 半导体物理、器件物理与集成电路（半导体物理60%，MOS器件物理20%，数字集成电路20%）复试科目（三选一）：9113模拟电子技术基础9114半导体器件物理9115半导体集成电路085209 集成电路工程（招生人数45人）：方向：02 SOC与混合信号集成电路设计：杨银堂教授03 通信与射频集成电路设计：庄奕琪教授04 高速集成电路设计：张玉明教授05 模拟与混合集成电路设计：刘红侠教授06 模拟与混合集成电路设计：柴常春教授07 高密度系统集成技术：李跃进教授08 新型半导体器件与集成电路技术：戴显英教授09 模拟集成电路及SOC设计方法学：朱樟明教授10 电路设计与系统集成：宣荣喜教授11 毫米波与太赫兹功能电路设计：杨林安教授12 VLSI系统设计：马佩军副教授13 超大规模数字集成电路设计：刘毅副教授14 宽禁带半导体功率器件与电路设计：张进成教授15 模拟与混合集成电路设计：吕红亮教授16 VLSI设计与制造：贾护军副教授17 系统集成技术及集成电路设计方法学：董刚副教授18 高速半导体集成电路设计与制造：胡辉勇教授19 新型微波功率与光电集成电路设计：冯倩副教授21 集成电路封装设计：包军林副教授22 超大规模集成电路与功率器件设计：高海霞副教授23 VLSI设计方法学：汤晓燕副教授24 MEMS设计与制造技术：娄利飞副教授25 VLSI技术与可靠性：吴振宇副教授26 SOC设计与物理实现技术：史江义副教授28 新型半导体器件与集成电路设计：郭辉副教授29 大规模混合信号集成电路设计：刘帘曦副教授30 高速半导体集成电路设计与制造：舒斌副教授31 集成电路设计与质量可靠性保证技术：游海龙副教授32 新型半导体器件与电路设计：张军琴副教授33 大规模集成电路设计：蔡觉平教授34 混合信号IC、可重构系统、SoC设计：赖睿副教授35 功率与射频集成电路设计：李小明副教授考试科目：①101思想政治理论②201英语一③301数学一④802 集成电路与器件物理、半导体物理（数字集成电路40%，MOS器件物理40%，半导体物理20%复试科目（三选一）：9111微电子技术理论9113模拟电子技术基础9115半导体集成电路085212 软件工程（招生人数80人）：本领域所有考试科目均为全国统考方向：01 嵌入式系统设计：IC导师组一02 数字集成电路设计：IC导师组二03 射频与通信芯片设计：IC导师组三04 混合信号集成技术：IC导师组四考试科目：①101思想政治理论②201英语一③301数学一④408计算机学科专业基础综合（数据结构、计算机组成原理、操作系统、计算机网络) 复试科目（三选一）：9111 微电子技术概论9113模拟电子技术基础9115 半导体集成电路参考书目：801 半导体物理、器件物理与集成电路：《半导体物理学》刘恩科国防工业出版社2005《半导体物理与器件》（三版）赵毅强等译电子工业出版社2005《数字集成电路—电路、系统与设计》（二版）周润德等译电子工业出版社2004 802 集成电路与器件物理、半导体物理：《半导体物理学》刘恩科国防工业出版社2005《半导体物理与器件》（三版）赵毅强等译电子工业出版社2005《数字集成电路—电路、系统与设计》（二版）周润德等译电子工业出版社2004 843 自动控制原理：《自动控制原理》吴麒等编清华大学出版社9111微电子技术概论：《微电子概论》郝跃高等教育出版社 20039112固体物理：《固体物理学》黄昆著韩汝琪编高等教育出版社 20059113模拟电子技术基础《模拟电子技术基础》孙肖子西电科大出版社20089114半导体器件物理《半导体物理与器件》赵毅强等译电子工业出版社20059115半导体集成电路《半导体集成电路》朱正涌清华大学出版社2000。
西电微电子面试
关于笔试，笔试是微电子概论（郝跃主编）和模拟电子技术（孙肖子主编）二选一，笔试时，会发一套卷子，里面有模电和微电子概论，任选一门，可以先看看题，觉得哪个简单就做哪个（当然，这需要你做两手准备时才有可能）下面是07年到09年这三年的微电子概论的笔试真题，可以看出基本有一半的题属于书上最简单的知识，当然还有将近15%可能是书上没有的，所以微电子概论一般都在70多分07年微电子概论复试题（一共6道大题，满分100分，4月9日19：30～21：00）1，什么是N型半导体？什么是P型半导体？如何获得？2，简述晶体管的直流工作原理。
3，简述MOS场效应管的工作特性。
4，CMOS电路的基本版图共几层，都是哪几层？再描述一下COMS工艺流程。
5，专用集成电路的设计方法有哪些？它们有什么区别？6，影响Spice软件精度的因素有哪些？08年微电子复试题1.半导体内部有哪几种电流？写出电流计算公式。
2.晶体管的基极宽度会影响那些参数？为什么？3.经过那些工艺流程可以实现选择“掺杂”？写出工艺流程。
4.双极ic和mos ic的隔离有何不同？5.rom有那些编程结构？各有和特点？6.画出稳压电路的结构图，解释工学原理。
09年微电子复试题1.pn结的寄生电容有几种，形成机理，对pn结的工作特性及使用的影响？15'2.什么是基区宽变效应，基区宽变效应受哪些因素影响？15'3.CMOS集成电路设计中，电流受哪些因素影响？15'4.CMOS集成电路版图设计中，什么是有比例设计和无比例设计，对电学参数有哪些影响？15'5.画出集成双极晶体管和集成MOSFET的纵向剖面图，并说明它们的工作原理的区别？20'6.对门电路而言，高电平噪声容限和低电平噪声容限受哪些因素影响？20'对于模拟电子技术，有填空和计算两种题型，相对而言，要进行计算和电路分析的比较多，难度一般并不大，主要是张进成老师上课的重点和期末考试的重点，所以考模电可能会考比较高的分数，但相对微电子概论，复习起来可能会比较麻烦笔试完后，第二天就是面试，关于面试，主要在于回答专业课的问题，一般来说，专业课的问题都出自模电和微电子概论我简单说一下郝跃课题组去年的情况，抽两道题，一道英语题（一般是与专业知识无关的英语问题），再就是一道专业题（一般出自于模电或是微电子概论），有2分钟左右的准备时间，然后开始回答，回答完之后，有时面试就直接结束，有时可能问题会有扩展，再多问几道专业问题，之后面试就结束了，听力基本没有涉及，至于其他课题组，不太了解，但据说问的问题会多一些，但基本也出自模电或是微电子概论，一般认为，专业问题要比英语更重要，直接决定面试老师对你的印象下面引用一下好网上网友给出的部分去年面试真题专业课面试1. 齐纳击穿与雪崩击穿的原理和区别2. 什么是有比例设计与无比例设计，其影响参数3. 高低电平噪声影响的参数4. 多级放大器的耦合方式及优缺点5. 什么是线性电源6. 直流电源的原理及构成7. PN节的两种电容的机理。
微电子概论西安电子科技大学教学设计
微电子概论西安电子科技大学教学设计概述微电子概论是西安电子科技大学电子信息类本科专业的一门重要课程，目的是介绍微电子学的基本概念、原理和应用。
该课程强调理论和实践相结合，涵盖了微电子学的各个方面，如半导体物理、微电子器件、集成电路等内容。
教学目标通过本课程的学习，学生应该具备以下能力：•理解微电子学的基本概念和原理；•掌握微电子器件的制备和特性分析；•理解典型微电子器件的工作原理和应用；•掌握典型数字和模拟集成电路的设计方法和原理。
教学内容第一章：引言本章主要介绍微电子学的基本概念、研究内容和应用领域。
通过本章的学习，学生应该对微电子学有一个初步的认识。
第二章：半导体物理学本章主要介绍半导体物理学的基本概念和理论，包括半导体材料的基本特性、载流子的运动规律、 pn 结的理论和特性分析等内容。
通过本章的学习，学生应该掌握半导体物理学基本理论和方法。
第三章：微电子器件本章主要介绍典型的微电子器件，如二极管、晶体管、场效应管等，包括器件结构、特性和应用等内容。
通过本章的学习，学生应该掌握微电子器件的基本制备技术和特性分析方法。
第四章：集成电路本章主要介绍数字和模拟集成电路的设计方法和原理，包括 CMOS 技术、逻辑门电路、模拟电路等内容。
通过本章的学习，学生应该掌握集成电路的设计和分析方法。
教学方法本课程采用理论和实验相结合的方式进行教学。
具体地，每个章节会先讲授基本理论，然后通过实验或案例分析的方式加深学生对理论的理解和掌握。
教学评价本课程的教学评价采用以下方式：1.学生平时表现：包括课堂表现、作业质量等；2.期中考试：主要考查学生对本课程基本理论和知识的掌握情况；3.期末考试：主要考查学生综合掌握本课程知识点的能力；4.实验报告：主要考查学生对实验操作的掌握和实验结果的分析。
总结微电子概论是西安电子科技大学电子信息类本科专业的一门重要课程，通过本课程的学习，学生可以掌握微电子学的基本概念、原理和应用。
微电子学概论PPT课件
的特点
集成电路的分类
导论
晶体管的 发明
集成电路 发展历史
集成电路 的分类
微电子学 的特点
集成电路的分类
器件结构类型 集成电路规模 使用的基片材料 电路形式 应用领域
器件结构类型分类
导论
晶体管的 发明
集成电路 发展历史
集成电路 的分类
微电子学 的特点
集成电路（IC）产值的增长率（RIC）高于电子 工业产值的增长率（REI）
电子工业产值的增长率又高于GDP的增长率 （RGDP）
一般有一个近似的关系
RIC≈1.5~2REI REI≈3RGDP
微电子学发展情况
导论
晶体管的 发明
集成电路 发展历史
集成电路 的分类
微电子学 的特点
世界GDP和一些主要产业的发展情况
晶体管的 发明
集成电路 发展历史
集成电路 的分类
微电子学 的特点
1947年12月13日 晶体管发明 1958年 的一块集成电路 1962年 CMOS技术 1967年 非挥发存储器 1968年 单晶体管DRAM 1971年 Intel公司微处理器
摩尔定律
导论 晶体管的
发明 集成电路
发展历史 集成电路
高集成度、低功耗、高性能、高可靠性是微电 子学发展的方向
微电子学的渗透性极强
它可以是与其他学科结合而诞生出一系列新的 交叉学科，例如微机电系统(MEMS)、生物芯 片等
作业
微电子学？
导论 晶体管的
微电子学核心？
发明 微电子学主要研究领域？
集成电路 发展历史
微电子学特点？
集成电路 集成电路？
的分类
例如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等
西安电子科技大学《微电子技术概论》大纲 -
《微电子技术概论》复习大纲
1.考试的总体要求，包含考试范围、要点以及各部分所占比例。
总体要求：
本课程以硅集成电路为中心，要求全面掌握有关微电子的专业
基础知识，重点是集成器件物理基础、集成电路制造工艺、集
成电路设计和微电子系统设计的基本方法。
考试范围、要点以及各部分所占比例：
一、概 论（5分）
微电子技术的发展历程、集成电路的分类、设计和制造特点
二、集成器件物理基础（35分）
半导体的特点、共价键模型和能带模型、半导体中的载流子
和电流、半导体基本方程；
PN结和晶体二极管、双极型晶体管、MOS场效应晶体管等
集成器件的工作原理、电特性、模型和基本模型参数；
三、集成电路制造工艺（15分）
硅平面工艺的概念、氧化工艺、扩散和离子注入掺杂技术、
光刻、制版、外延、金属化、引线封装、隔离技术、绝缘物
上硅（SOI）技术、典型双极和CMOS集成电路工艺流程
四、集成电路设计（25分）
集成电路中的无源与有源元件以及互连线、双极集成器件和
电路版图设计、MOS集成器件和电路版图设计、双极和
MOS集成电路比较。
五、微电子系统设计（20分）
双极数字电路单元电路设计、MOS数字电路单元电路设计、
半导体存储器电路、专用集成电路（ASIC）设计方法。
2.考试的形式与试卷结构：
试卷分值：100分
考试时间：120分钟
答题方式：闭卷、笔试
题型结构：填空题、名词解释、问答题、电路分析题、
版图设计题
3.参考书目：
9111 微电子技术概论，参考书《微电子概论》郝跃等著高等教育出版社2003
注：复试笔试：（总分：100分）。
电子行业微电子概论概述
电子行业微电子概论概述1. 什么是微电子？微电子是一门研究微小尺寸电子元器件的学科，它主要关注的是电子元器件的设计、制造和材料特性。
微电子技术是现代电子行业的基础，它广泛应用于计算机、通信、消费电子、医疗设备等众多领域。
微电子技术的发展使得电子产品越来越小型化、集成化和智能化。
2. 微电子概览微电子的发展可以追溯到20世纪50年代。
当时，晶体管的出现引发了电子行业的革命。
随着时间的推移，半导体技术逐渐取代了电子管技术，成为现代微电子的基础。
微电子技术的关键在于将尽可能多的电子元器件集成在一小块芯片上，以提高性能、减少大小和降低成本。
微电子技术的核心是集成电路（Integrated Circuits，简称IC）。
集成电路是一种由多个电子元器件组成的电路，这些器件通过薄膜的方式制备在芯片表面，形成一个紧密的电子网络。
根据集成度的不同，集成电路分为小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）。
随着技术的进步，集成度越来越高，芯片上可以容纳的元器件数量也越来越多。
微电子技术的应用广泛而多样化。
计算机是其中的一个重要领域，从个人电脑到超级计算机，微电子技术在计算机硬件中起着关键作用。
通信领域也是微电子技术的主要应用之一，无线通信设备和移动通信网络都离不开微电子的支持。
此外，消费电子、汽车电子、医疗设备等领域也都依赖于微电子技术的发展。
3. 微电子制造过程微电子制造过程包括晶圆制备、芯片制作和封装测试三个主要步骤。
3.1 晶圆制备晶圆制备是微电子制造的基础步骤。
晶圆是指由单晶硅材料制成的圆盘状物体。
晶圆制备过程包括晶体生长、切割、抛光和极洁净处理等步骤。
晶圆的制备质量直接影响着后续芯片制作的性能和可靠性。
3.2 芯片制作芯片制作是微电子技术的核心步骤。
它包括光刻、薄膜沉积、蚀刻、扩散等一系列工艺步骤。
光刻是一种通过光刻胶和光纤进行图案转移的技术，用于创造芯片上的电路结构。
微电子概论西安电子科技大学课程设计 (2)
微电子概论西安电子科技大学课程设计一、课程设计背景微电子概论是西安电子科技大学电子信息工程专业的基础课程之一，它是学生进入电子信息工程专业的必修课程。
本课程提供了理论和实践基础，让学生对微电子技术有一定的基础了解和应用能力，是其复杂电子系统和器件的实践基础。
二、课程设计目的和意义1.培养学生对微电子技术的兴趣和专业素养。
2.提高学生分析和解决问题的能力，在实验中积累实践经验。
3.强化学生的综合能力，培养学生团队合作和沟通能力。
4.培养学生的创新意识和创新能力，为电子信息工程行业的未来发展奠定基础。
三、课程设计内容1.课程设计主题：微电子器件的特性测量与分析。
2.设计过程分为五个阶段：文献调研、设计方案制定、实验数据采集、数据分析和结果报告。
3.完成设计的学生需要提交一份详细的设计报告，以及一份演示讲解的PPT。
四、实验流程1.文献调研：学生需要对微电子器件的特性测量与分析进行较为全面、详细的了解，熟悉相关的检测仪器和测试方法。
此外，还需要查询相关专利文献、学术论文等资源，了解国内外微电子器件的最新研究进展。
2.设计方案制定：根据文献调研的结果，学生应根据具体情况进行器件的特性测试计划制定，包括器件测量参数、测量设备和电路连接。
在制定方案时要充分考虑实验误差和数据收集的准确性。
3.实验数据采集：根据设计方案，学生将需要测试的微电子器件接到测试仪器上，并开展测试工作，采集实验数据。
4.数据分析：将实验采集得到的原始数据进行分析，并进行数据预处理、计算和图表绘制，以求得正确和准确的微电子器件特性参数。
5.结果报告：根据数据分析的结果，学生应写出一份详细的设计报告。
设计报告内容应该包括：设计目的、设计原理和实验方法、实验数据的分析和处理、实验结果、结论和建议，并附上相应的实验数据展示图、参数计算表格等。
五、课程设计意见本次西安电子科技大学微电子概论课程设计注重实践环节，增强学生动手实践和数据处理方面的能力。
西电微电子复试题
西电微电⼦复试题微电⼦概论⾯试1.什么是N型半导体？什么是P型半导体？如何获得？答：①依靠导带电⼦导电的半导体叫N型半导体，主要通过掺诸如P、Sb等施主杂质获得；②依靠价带空⽳导电的半导体叫P 型半导体，主要通过掺诸如B、In等受主杂质获得；③掺杂⽅式主要有扩散和离⼦注⼊两种；经杂质补偿半导体的导电类型取决于其掺杂浓度⾼者。
2.简述晶体管的直流⼯作原理。
答：根据晶体管的两个PN结的偏置情况晶体管可⼯作在正向放⼤、饱和、截⽌和反向放⼤模式。
实际运⽤中主要是正向放⼤模式，此时发射结正偏，集电结反偏，以NPN晶体管为例说明载流⼦运动过程；①射区向基区注⼊电⼦；正偏的发射结上以多⼦扩散为主，发射区向基区注⼊电⼦，基区向发射区注⼊空⽳，电⼦流远⼤于空⽳流；②基区中⾃由电⼦边扩散边复合。
电⼦注⼊基区后成为⾮平衡少⼦，故存在载流⼦复合，但因基区很薄且不是重掺杂，所以⼤部分电⼦能到达集电结边缘；③集电区收集⾃由电⼦：由于集电结反偏，从⽽将基区扩散来的电⼦扫⼊集电区形成电⼦电流，另外还存在反向饱和电流，主要由集电区空⽳组成，但很⼩，可以忽略。
3.简述MOS场效应管的⼯作特性。
答：以N沟增强型MOS为例，把 MOS管的源漏和衬底接地，在栅极上加⼀⾜够⾼的正电压，从静电学的观点来看，这⼀正的栅极电压将要排斥栅下的P 型衬底中的可动的空⽳电荷⽽吸引电⼦。
电⼦在表⾯聚集到⼀定浓度时，栅下的P 型层将变成N 型层，即呈现反型。
N 反型层与源漏两端的 N 型扩散层连通，就形成以电⼦为载流⼦的导电沟道。
如果漏源之间有电位差，将有电流流过。
⽽且外加在栅极上的正电压越⾼，沟道区的电⼦浓度也越⾼，导电情况也越好。
如果加在栅极上的正电压⽐较⼩，不⾜以引起沟道区反型，则器件仍处在不导通状态。
引起沟道区产⽣强表⾯反型的最⼩栅电压，称为阀值电压。
①截⽌区：V GS⼩于等于零，此时源漏之间的电流近似为零。
②线性区：V GS取⼀定的正电压，形成导电沟道。
028《微电子技术概论》课程教学大纲
2002年9月10日
系
审核
意见
物理（系）龚小燕（签名）
2002年9月15日
学院审核意见
张金仓（签名）理学院（公章）
2002年9月20日
适用对象：本科生
4.先修课程：普通物理
5.首选教材：微电子技术概论张兴黄如北京大学出版社2000年1月
二选教材：
参考书目：微电子技术毕克允等国防工业出版社2000年2月
6.考核形式：闭卷考试
7.教学环境：课堂
课程教学目的及要求
教学目的：
为渴望了解微电子技术的非微电子专业的学生讲授关于微电子的相关基础知识，这将有助于信息技术领域科技人才的综合培养，探索系统设计、芯片设计和计算机技术于一体的人才培养新途径。
教学要求：
要求学生了解半导体物理、半导体器件物理、大规模集成电路方面的基础知识，了解集成电路的制造工艺、设计特点、设计规则和设计方法，了解微电子技术的现状、发展规律和发展趋势。
课程
内容
及
学时
分配
课程
内容
及
学时
分配
（一）半导体物理和器件物理基础（12学时）
半导体及其基本特性，PN结，双极型晶体管，MOS场效应晶体管。
重点：PN结理论晶体管放大原理
难点：能带理论
（二）大规模集成电路基础（8学时）
半导体集成电路概述，集成电路分类，双极型集成电路，MOS集成电路。
重点Байду номын сангаас双极型和MOS集成电路
难点：电路动态特性分析
（三）集成电路制造工艺（7学时）
氧化、扩散、光刻、隔离等技术，双极型集成电路制造工艺，MOS集成电路工艺流程，新工艺新技术。
微电子概论
微电子概论（P1-P15）目录第1章概论1.1 微电子技术和集成电路的发展历程1.1.1微电子技术与半导体集成电路1.1.2发展历程1.1.3发展特点和技术经济规律1.2集成电路的分析1.2.1按电路功能分类1.2.2按电路结构分类1.2.3按有源器件结构和工艺分类1.2.4按电路的规模分类1.3集成电路制造特点和本书学习要点1.3.1电路系统设计1.3.2版图设计和优化1.3.3集成电路的加工制造1.3.4集成电路的封装1.3.5集成电路的测试与分析第1章概论微电子（Microelectronics）技术和集成电路（Integrated Circuit,IC）是20世纪的产物，是人类智慧的结晶和文明进步的体现。
信息社会发展，使得作为信息社会食粮的集成电路得到迅速发展。
国民经济信息化、传统产业改造、国家信息安全、民用电子和军用电子等领域的强烈需求，使微电子技术继续继承呈现高速的增长势头。
未来若干年，微电子技术任然是发展最活跃的技术和增长最快的高新科技领域。
其中硅电子技术任然是微电子技术的主体，至少20~30年内是这样。
微电子技术的发展开辟了新的科学领域，带动了一系列相关高新科技的发展。
微电子与机械工程结合使微机电系统（MEMS）得到快速发展；与光学工程结合促使了微光学和集成光学的发展等等。
微电子器件的特征尺寸沿着为微米、亚微米（<1um）、深亚微米（<0.5um）、超深亚微米(<0.18um)到纳米的方向发展，正逐步进入微观（量子态）态;IC系统已进入系统集成（System om a Chip,SoC），汇聚传感、信息处理和驱动系统为一体的单个芯片将是发展方向。
SoC和单片的多功能化将是未来相当长的时期微电子发展的方向和热点。
化合物半导体随着通信的发展，其需求将进一步发展。
宽禁带半导体是未来新的技术生长点。
总之，微电子技术将不断进步和发展。
微电子技术的发展改变了人类社会生产和生活方式，甚至影响着世界经济和政治格局，着在科学技术史上是空前的。
西电微电子概论复试题
西安电子科技大学2011年微电子复试考试微电子概论部分（时间2011-4-610:30~12:00满分100答题纸上作答，写在试卷上无效）
一、填空题（每空0.5分，共20分）
1.半导体中的载流子有和两种。
2.半导体中引起的称为漂移电流，有引起的称为势垒电流。
3.半导体中的电容有和。
当PN结正偏时，大于；当PN结反偏时，小于。
4.光刻的流程包
括、、、、、、、。
5.集成电路的中的电容分为、、，电阻分为、、。
6.减少MOS的特征频率
f的方式有、、。
T
7.RAM分为、，ROM分为、、、。
8.集成电路的连接工艺有、、。
9.MOS的三种状态分别是、、。
二、名词解释（每题3分，共30分）
1.ASIC
2.FPGA
3.CAD
4.ROM
5.V
DS
at 6.MOS的特征频率
f7.PN结的击穿电压8.TTL
T
9.“掺杂”10.版图设计规则
三、问答题（每题10分，共50分）
1.解释随V ce 的增大β增大的现象，并说明对应的参数指标。
2.提高MOS 的T f 方法。
3.说明双极减小基区串联电阻和增大击穿电压的相互制约关系，并说明工艺上使用哪些措施消除影响。
4.利用CMOS 传输门构成D 触发器。
5.利用“与平面”和“或平面”构建以下逻辑关系。
00010100100011001101010100001001101100001001000101101111111011001010111110100101
→→→→→→→→。
微电子技术绪论PPT课件
光刻技术包括接触式、接近式、扫描式等几种方式，不 同的方式适用于不同的工艺要求和节点。
未来发展方向包括探索更先进的光刻技术和方法，以提 高分辨率、降低成本和提高可靠性。
04
微电子封装与测试
封装技术
芯片贴装技术
集成电路
集成电路的基本概念
集成电路是将多个晶体管和其他电子元件集成在一块衬底上，实 现一定的电路或系统功能。
集成电路的制造工艺
集成电路的制造需要经过多个复杂工艺步骤，包括光刻、掺杂、刻 蚀和镀膜等，以确保电路性能的稳定性和可靠性。
集成电路的应用
集成电路被广泛应用于计算机、通信、消费电子和汽车电子等领域， 对现代科技的发展起着至关重要的作用。
晶体管
1 2 3
晶体管的基本结构
晶体管由三个电极（集电极、基极和发射极）构 成，其工作原理是通过控制基极电流来调节集电 极和发射极之间的电流。
晶体管的类型
晶体管分为NPN和PNP两种类型，其工作电压和 电流大小各不相同，根据实际需求选择合适的晶 体管类型。
晶体管的应用
晶体管是构成各种电子电路的基本元件，广泛应 用于信号放大、开关控制和逻辑运算等领域。
系统集成创新
系统集成创新
随着微电子器件的集成度不断提高，系统集成创新成为了一个重要的研究方向。通过将不同的器件和电路集成在一个 芯片上，可以实现更复杂的功能和更高的性能。
3D集成技术
3D集成技术是指将多个芯片堆叠在一起，并通过垂直互联实现高速信号传输。这种技术可以显著提高芯片的集成度 和性能，同时降低能耗和成本。
掺杂技术分为非故意掺杂和故意掺杂两种，非故 意掺杂是指在制造过程中不可避免地引入杂质， 而故意掺杂则是为了实现特定的电路功能而人为 地引入杂质。
- 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)。
微电子技术概论
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
(IC :Integrated Circuit
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。
(IC :Integrated Circuit
(IC :Integrated Circuit
(IC :Integrated Circuit
(IC :Integrated Circuit
(IC :Integrated Circuit
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 IC
J. 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
(1IC产业是“ 吞金” 工程。
(2IC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 (Design House,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 (Monolithic IC
(2混合集成电路
(HIC :Hybric Integrated Circuit 薄膜 IC 、厚膜 IC 、薄厚膜 IC 、多芯片组件(MCM:Multi -Chip Moudle
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
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、MOSFET 2、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。