专业导论论文(关于微电子学的认识)

课程论文

课程名称专业导论

论文题目关于微电子学的认识学院专业___信息工程卓越工程师_年级班别__________

学号____________

学生姓名______ _________

联系方式___________

任课教师_____ ___________ 2015 年 4 月18日

这学期上的专业导论课，让我了解到了一些关于微电子学的知识，简单的说，微电子学就是微型电子学，其核心是集成电路，而集成电路，就是通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，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，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能。

现在已经进入21世纪，微型计算机，手机已经进入各家各户里面，在这之中，自然也少不了微电子学的应用。第一台通用电子计算机：ENIAC，由18,000个电子管组成，大小：长24m，宽6m，高2.5m，速度：5000次/sec；重量：30吨；功率：140KW；平均无故障运行时间：7min。后来因为集成电路的发展，计算机的体积，价格逐渐降低。由此看出集成电路的作用，小型化，价格急剧下降。功耗降低，故障率降低。

集成电路的战略地位首先表现在当代国民经济的“食物链”关系，进入信息化社会的判据：半导体产值占工农业总产值的0.5%。80年代后期-90年代初美国采取了一系列增强微电子技术创新和集成电路产业发展的措施，重新夺回领先地位。90年代以来美国经济保持持续高速增长主要得益于信息产业的发展，而其基础是集成电路产业与技术创新。在信息经济时代，产品，以其信息含量的多少及处理信息能力的强弱，决定着附加值的高低决定着在国际经济分工中的地位。如果我们不发展集成电路的话，我国的经济也将会降低，无法与美国，欧洲那些国家的经济实力抗衡。

在微电子学中，最基础的东西，便是半导体，而半导体就是常温下导电性能介于导体与绝缘体之间的材料。其分类有，半导体、N型半导体、P型半导体、本征半导体、非本征半导体。半导体的物理基础，据统计：半导体器件主要有67种，另外还有110个相关的变种，所有这些器件都由少数基本模块构成：pn 结，金属－半导体接触，MOS结构，异质结，超晶格。

集成电路的基础，就是半导体。集成电路的性能指标：集成度，速度、功耗，特征尺寸，可靠性。集成电路发展的特点：性能提高、价格降低。主要途径：1，缩小器件的特征尺寸2，增大硅片面积。集成电路的关键技术：光刻技术(DUV)。集成电路的制造过程：设计，工艺加工，测试，封装。集成电路分成两种类型：数字集成电路、模拟集成电路。数字集成电路基本单元：开关管、反相器、组合逻辑门；模拟集成电路基本单元：放大器、电流源、电流镜、转换器等。

集成电路制造工艺。图形转换：将设计在掩膜版(类似于照相底片)上的图形转移到半导体单晶片上；掺杂：根据设计的需要，将各种杂质掺杂在需要的位置上，形成晶体管、接触等；制膜：制作各种材料的薄膜。图形转换：光刻：接触光刻、接近光刻、投影光刻、电子束光刻，刻蚀：干法刻蚀、湿发刻蚀。光刻三要素：光刻胶、掩膜版和光刻机。光刻胶又叫光致抗蚀剂，它是由光敏化合物、基体树脂和有机溶剂等混合而成的胶状液体。光刻胶受到特定波长光线的作用后，导致其化学结构发生变化，使光刻胶在某种特定溶液中的溶解特性改变。正胶：分辨率高，在超大规模集成电路工艺中，一般只采用正胶。负胶：分辨率差，适于加工线宽≥3m的线条。掺杂：离子注入，退火，扩散；制膜：氧化：干氧氧化、湿氧氧化等；CVD：APCVD、LPCVD、PECVD；PVD：蒸发、溅射。

集成电路设计：另一重要环节，最能反映人的能动性，结合具体的电路，具体的系统，设计出各种各样的电路。掌握正确的设计方法，可以以不变应万变，随着电路规模的增大，计算机辅助设计手段在集成电路设计中起着越来越重要的作用。根据电路功能和性能的要求，在正确选择系统配置、电路形式、器件结构、

工艺方案和设计规则的情况下，尽量减小芯片面积，降低设计成本，缩短设计周期，以保证全局优化，设计出满足要求的集成电路。

老师在上课中，也只是讲了少部分的集成电路知识，集成电路在当今的社会的经济发展起着重要的作用，随技术进步，建厂费用呈指数增加，这时必然出现两种趋向：各相关公司联合建厂，IBM、Infineon与UMC的联合，将更多业务交给Foundry，降低成本；Motorola已经表示到2001年，将有50%以上的产能需从外部提供；日本Kawasaki公司取消他们计划建设的0.18m的工厂，代之以与Foundry的合作。而回观微电子学，微电子学是一门综合性很强的边缘学科。涉及了固体物理学、量子力学、热力学与统计物理学、材料科学、电子线路、信号处理、计算机辅助设计、测试与加工、图论、化学等多个学科。微电子学是一门发展极为迅速的学科，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。学好我们这专业，确实需要了解很多的知识，了解一些微电子学的知识对学习本专业好很大的帮助，