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集成电路路的分类类：1. 按器件结结构类型型分类，共共有三种种类型，它它们分别别为双极极集成电电路，MMOS集集成电路路和双极极MOOS混合合型集成成电路。（1） 双极集成成电路:这种电电路采用用的有源源器件是是双极晶晶体管，在在双极集集成电路路中，又又可以根根据双极极晶体管管的类型型的不同同，而将将它们细细分为NNPN型型和PNNP型双双极集成成电路。双极集成成电路的的特点是是速度高高，驱动动能力强强，缺点点是功耗耗较大，集集成度相相对较低低。（2） 金属氧氧化物半导体体（MOOS）集集成电路路：这种种电路中中所用的的晶体管管为MOOS晶体体管，根根据MOOS晶体体管类型型的不同同，MOOS集成成电路又又可以分分为NMMOS，PPMOSS和CMMOS集集成电路路。与双极集集成电路路相比，MOS集成电路的主要优点是：输入阻抗高，抗干扰能力强，功耗小，集成度高（适合大规模集成），因此，进入超大规模集成电路时代以后，MOS，特别是CMOS集成电路已经成为集成电路的主流。（3） 双极MMOS集集成电路路：同时时包括双双极和MMOS晶晶体管的的集成电电路为双双极MMOS集集成电路路，双极极MOOS集成成电路综综合了双双极和MMOS器器件两者者的优点点，但这这种电路路具有制制作工艺艺复杂的的缺点。随随着CMMOS集集成电路路中器件件特征尺尺寸的减减小，CCMOSS集成电电路的速速度越来来越高，已已经接近近双极集集成电路路，因此此，目前前集成电电路的主主流技术术仍然是是CMOOS技术术。2. 按集成电电路规模模分类：每块集成成电路芯芯片中包包含的元元器件数数目叫做做集成度度，根据据集成电电路规模模的大小小，通常常将集成成电路分分为小规规模集成成电路,中规模模集成电电路，大大规模集集成电路路，超大大规模集集成电路路，特大大规模集集成电路路和巨大大规模集集成电路路.3. 按结构形形式的分分类：按照集成成电路的的结构形形式可以以将它分分为半导导体单片片集成电电路及混混合集成成电路。(1) 单片集成成电路：它是指指电路中中所有的的元器件件都制作作在同一一块半导导体基片片上的集集成电路路。(2) 混合集成成电路：是指将将多个半半导体集集成电路路芯片或或半导体体集成电电路芯片片与各种种分立元元器件通通过一定定的工艺艺进行二二次集成成，构成成一个完完整的，更更复杂的的功能器器件，该该功能器器件最后后被封装装在一个个管壳中中，作为为一个整整体使用用，在混混合集成成电路中中，主要要由片式式无源元元件，半半导体芯芯片，带带有互连连金属化化层的绝绝缘基板板以及封封装管壳壳组成。根据制作作混合集集成电路路时所采采用的工工艺不同同，还可可以将它它们分为为厚膜集集成电路路和薄膜膜集成电电路。4. 按电路功功能分类类：可以以分成数数字集成成电路，模模拟集成成电路和和数模混混合集成成电路等等三类。（1） 数字集成成电路：它是指指处理数数字信号号的集成成电路。（2） 模拟集成成电路：它是指指处理模模拟信号号的集成成电路。（3） 数模混合合集成电电路：它它是指即即包含数数字电路路又包含含模拟电电路的新新型电路路。第二章半半导体物物理和器器件物理理基础1.半导导体的特特点：（1）纯纯净半导导体材料料，电导导率随温温度的上上升而指指数增加加。（2）半半导体中中杂质的的种类和和数量决决定着半半导体的的电导率率，而且且在重掺掺杂的情情况下，温温度对电电导率的的影响较较弱。（3）在在半导体体中可以以实现非非均匀掺掺杂。（4）光光的辐照照，高能能电子等等的注入入可以影影响半导导体的电电导率。第三章大大规模集集成电路路基础1.集成成电路的的集成度度，集成成电路的的功耗延延迟积，特特种尺寸寸是描述述集成电电路性能能的几个个主要方方面。集成电路路的功耗耗延迟积积又称为为集成电电路的优优值，就就是把电电路的延延迟时间间与功耗耗相乘，该参数是衡量集成电路性能的重要参数，功耗延迟积越小，则集成电路的速度越快或功耗越低，性能便越好。特征尺寸寸通常是是指集成成电路中中半导体体器件的的最小尺尺度，如如MOSSFETT的最小小沟道长长度或双双极晶体体管中的的最小基基区宽度度，这是是衡量集集成电路路加工和和设计水水平的重重要参数数，特征征尺寸越越小，加加工精度度越高，可可能达到到的集成成度也越越大，性性能越好好。 2双极极集成电电路基础础：（1）常常用的晶晶体管根根据使用用目的的的不同可可将双极极晶体管管分成放放大晶体体管和开开关晶体体管两大大类，它它们主要要差别是是放大管管的工作作电压较较高，通通常这两两种晶体体管均制制作在高高电阻率率的硅外外延层上上。（2）在在数字集集成电路路中，完完成各种种逻辑运运算和变变换的电电路称为为逻辑电电路，组组成逻辑辑电路的的基本单单元是门门电路和和触发器器电路，触触发器电电路基本本上也由由各种门门电路组组成，门门电路是是数字集集成电路路的最基基本单元元。3MOOS集成成电路基基础由于CMMOS集集成电路路具有功功耗低、速速度快、噪噪声容限限大、可可适应较较宽的环环境温度度和电源源电压、易集成、可等比例缩小等一系列优点，使得CMOS集成电路成为整个半导体集成电路的主流技术。（1） CMOSS开关（2） 反相器（3） 开关串并联的的逻辑特特性4.传输输门逻辑辑当MOSS开关导导通时，信信号可直直接从一一端传送送至另一一端，所所以又把把MOSS开关称称为传输输门，通通常把传传输门的的输出信信号对控控制信号号间的逻逻辑关系系称为传传输门逻逻辑。5. 存储器存储器是是各种数数字计算算机的主主要部件件，也是是许多其其他电子子系统中中必不可可少的，存存储器功功能可分分为以下下几类：（1） 只读存储储器（RROM）（2） 随机存取取存储器器(RAAM)（3） 可编程只只读存储储器（PPROMM）通常一个个完整的的存储器器主要包包括以下下几个部部分：（1） 存储单元元（2） 地址译码码器（3） 读写电路路（4） 时序控制制电路第四章 集成成电路制制造工艺艺要制造一一块集成成电路，需需要经过过集成电电路设计计、掩模模板制造造、原始始材料制制造、芯芯片加工工、封装装、测试试等工序序，本章章的重点点是集成成电路芯芯片加工工工艺。1. 光刻与刻刻蚀技术术光刻是集集成电路路中十分分重要的的一种加加工工艺艺技术，它它是通过过曝光和和选择腐腐蚀等工工序将掩掩模板上上设计好好的图形形转移到到硅片上上的过程程。（1） 光刻所需需要的三三要素为为：光刻刻板、掩掩模板和和光刻机机。（2） 常见的光光刻方法法：根据据曝光方方法的不不同，可可以分为为接触式式光刻、 接近式光刻和投影式光刻三类。（3） 刻蚀技术术光刻得到到的光刻刻胶图形形并不是是器件的的最终组组成部分分，光刻刻得到的的只是由由光刻胶胶组成的的临时图图形，为为了得到到集成电电路真正正需要的的图形，还还必须将将这些光光刻胶图图形转换换成硅片片上的图图形。完完成这种种图形转转换的方方法之一一就是将将未被光光刻胶掩掩蔽的部部分有选选择性的的通过腐腐蚀法去去掉。常用的腐腐蚀方法法分为湿湿法刻蚀蚀和干法法刻蚀两两大类。湿湿法腐蚀蚀是指利利用液态态化学试试剂或溶溶液通过过化学反反应进行行刻蚀的的方法，干干法腐蚀蚀则主要要是指利利用低压压放电产产生的等等离子体体中的离离子或游游离基与与材料发发生化学学反应或或通过轰轰击等物物理作用用而达到到刻蚀的的目的。2. 氧化在现代集集成电路路工艺中中，氧化化是必不不可少的的工艺技技术，在在硅表面面上生长长的氧化化硅层不不但能紧紧密依附附在硅衬衬底上，而而且具有有非常稳稳定的化化学性质质和电绝绝缘性，因因此氧化化硅层在在集成电电路中起起着极其其重要的的作用。制备SIIO2的的的方法法很多，主主要的有有热氧化化法、化化学气相相沉积法法、热分分解淀积积法、溅溅射法、等等离子氧氧化法等等。3. 扩散与离离子注入入集成电路路工艺中中经常采采用的掺掺杂技术术主要有有扩散和和离子注注入（1） 扩散工艺艺通常包包括两个个步骤，即即在恒定定表面浓浓度条件件下的预预淀积和和在杂质质总量不不变情况况下的再再分布。目前比较较常见的的扩散方方法主要要有固态态源扩散散和液态态源扩散散等。（2） 离子注入入离子注入入是将具具有很高高能量的的带电杂杂质离子子注入半半导体衬衬底中的的掺杂技技术。它它的掺杂杂深度由由注入杂杂质离子子的能量量、杂质质离子的的质量决决定。掺掺杂浓度度是注入入杂质离离子的数数目决定定。4. 退火退火也叫叫热处理理，集成成电路工工艺中所所说的在在氮气等等不活泼泼气氛中中进行的的热处理理过程都都可以称称为退火火。退火的方方法有很很多，最最早采用用也是最最方便的的是炉退退火，近近年来发发展了多多种快速速退火工工艺，比比较常用用的有脉脉冲激光光法、扫扫描电子子束、连连续波激激光、非非相干宽宽带频光光源等。5. 化学汽相相淀积（CCVD）化学汽相相淀积是是指通过过气态物物质的化化学反应应在衬底底上淀积积一层薄薄膜材料料的过程程。CVVD膜的的结构可可以使单单晶、多多晶或非非晶态。气气相淀积积（CVVD）常常用的主主要有三三种：常常压化学学汽相淀淀积（AAPCVVD）、低低压化学学汽相淀淀积(LLPCVVD)和和等离子子增强化化学汽相相淀积（PPECVVD）.6. 接触与互互联接触与互互联的基基本工艺艺步骤为为：（1） 为了减小小接触电电阻，在在需要进进行互联联的区域域首先要要进行高高浓度掺掺杂（2） 淀积一层层绝缘介介质膜（3） 通过光刻刻、刻蚀蚀等工艺艺在该介介质膜上上制作出出接触窗窗口，又又叫欧姆姆接触孔孔（4） 利用蒸发发、溅射射或CVVD等方方法形成成互连材材料膜（5） 利用光刻刻、刻蚀蚀技术定定义出互互连线的的图形（6） 为了降低低接触电电阻率，在在4000°C4450°°C的NN2-HH2气氛氛中进行行热处理理。7. 隔离技术术在集成电电路中需需要制作作大量晶晶体管，如如何把这这些晶体体管在电电学上隔隔离开是是非常重重要的，目目前常用用的隔离离技术主主要包括括PN结结隔离、等等平面氧氧化层隔隔离、沟沟槽隔离离、介质质隔离等等几种方方式。在在VLSSI工艺艺中，最最常用的的隔离工工艺是等等平面氧氧化物隔隔离和沟沟槽隔离离工艺。8封装装技术（1）封封装的工工艺封装的第第一步是是划片，划划片后进进行键合合封装。键键合封装装主要分分为两步步，第一一步是把把芯片固固定到合合适的集集成电路路管座上上，第二二步是引引线焊接接，又称称为键合合，引线线焊接的的主要方方法有：热压焊焊接、热热超声焊焊接和超超声焊接接。（3） 封装的分分类：按按封装管管壳的材材料可分分为金属属封装、塑塑料封装装和陶瓷瓷封装。第五章 集成成电路设设计随着集成成度的不不断提高高，设计计成本和和设计周周期已成成为集成成电路特特别是超超大规模模集成电电路产品品成本和和产品周周期德主主要部分分。设计计方法及及各种计计算机辅辅助设计计手段在在集成电电路设计计中起着着越来越越重要的的作用。1. 集成电路路的设计计特点与与设计信信息描述述集成电路路设计过过程主要要包括系系统功能能设计、逻逻辑和电电路设计计以及版版图设计计等方面面，集成成电路设设计有以以下几方方面特点点：（1） 集成电路路设计对对设计正正确性提提出了更更为严格格的要求求（2） 在集成电电路设计计时，必必须采用用便于检检测的电电路结构构，并需需要对电电路的自自检功能能进行考考虑。（3） 与分立器器件的电电路设计计相比，布布局、布布线等版版图设计计过程是是集成电电路设计计中所特特有的。（4） 集成电路路作为一一个高度度复杂的的电路系系统，在在功能设设计、逻逻辑与电电路设计计、版图图设计方方面都必必须采取取分层分分级设计计和模块块化设计计。设计信息息描述;设计信息息描述主主要有设设计图和和语言描描述等方方式。2. 集成电路路的设计计流程集成电路路设计主主要包括括三个阶阶段：（1） 系统功能能设计（2） 逻辑与电电路设计计（3） 版图设计计3. 集成电路路的设计计规则集成电路路设计规规则一般般有两种种表示方方法，一一种是以以入为单单位的设设计规则则，另一一种是以以微米为为单位的的设计规规则。4. 集成电路路的设计计方法集成电路路设计方方法主要要有：全全定制设设计方法法、定制制设计方方法、半半定制设设计方法法、可编编程逻辑辑器件以以及基于于这些方方法的兼兼容设计计方法等等。（1） 全定制设设计方法法是指系系统功能能设计、逻逻辑和电电路设计计完成以以后，在在优化每每个器件件的电路路参数和和器件参参数的情情况下，通通过人机机交互图图形系统统，人工工设计版版图中的的各个器器件和连连线，以以获得最最佳性能能和最小小芯片尺尺寸。全全定制设设计方法法一般错错误率较较高，一一定要有有完善的的CADD工具进进行设计计检查和和验证。（2） 门陈列设设计方法法（GAA）方法法门陈列设设计方法法是一种种半定制制技术，它它是在一一个芯片片上把形形状和尺尺寸相同同的单元元拍成陈陈列形式式，每个个单元内内部包含含若干个个器件，单单元之间间留有布布线通道道，通道道宽度和和位置固固定，并并预先完完成接触触孔和连连线以外外的所有有加工步步骤，形形成母中中，然后后根据不不同的应应用，设设计出不不同的接接触孔版版和金属属连线版版，在单单元内部部连线以以实现某某种门的的功能，再再通过单单元间连连线实现现电路功功能。门陈列设设计具有有设计周周期短、设设计成本本低等特特点，缺缺点是设设计灵活活性较低低，门利利用率也也较低，而而且单元元中某些些器件空空置。（3） 标准单元元设计方方法属于定制制设计方方法，它它需要设设计出制制备工艺艺所需要要的所有有掩模板板。标准单元元设计方方法是指指从标准准单元库库中调出出事先经经过精心心设计的的逻辑单单元，并并排列成成行，行行间留有有可调整整的布线线通道，再再接功能能要求将将各内部部单元以以及输入入/输出出单元连连接起来来，形成成所需的的专用电电路。与与门陈列列方法相相比，标标准单元元方法可可以具有有较高的的芯片利利用率和和连线布布通率，在在设计中中可以尽尽可能的的进行优优化，在在设计时时有更强强的选择择性，但但这种技技术依赖赖于标准准单元库库的发展展，建立立标准单单元库需需要较高高的成本本和较长长的周期期，而且且当工艺艺更新时时，需要要花费较较大的代代价进行行修改和和更新，也也难以实实现高精精度模拟拟电路。（4） 积木块设设计方法法（BBBL方法法）定制制式设计计在标准单单元方法法基础上上，提出出了积木木块方法法，在这这种技术术中可以以采用任任意形状状和单元元，而且且没有布布线通道道概念，单单元可以以放在芯芯片的任任意位置置，因此此可以得得到更高高的布图图密度。（5） 可编程逻逻辑器件件设计方方法（PPLD）是指用户户通过生生产商提提的通用用器件自自行进行行现场编编程和制制造，或或者通过过对于一一或矩阵阵进行掩掩膜编程程，得到到所需的的专用集集成电路路。（PLDD）设计计方法的的设计效效率很高高，设计计周期很很短，而而且一些些可编程程器件具具有多次次擦除功功能，降降低了系系统成本本，适用用于新产产品的开开发。（6） 兼容设计计方法兼容设计计方法是是综合各各种设计计方法各各自的优优势，在在同一芯芯片中把把它们优优化组合合起来，实实现整体体性能的的优化。第六章：集成电电路设计计的CAAD系统统CAD技技术介入入了包括括系统功功能设计计、逻辑辑和电路路设计以以及版图图设计等等在内的的集成电电路设计计的各个个环节。本本章主要要讲述系系统描述述以及模模拟、综综合、逻逻辑模拟拟、电路路模拟、时时序分析析、版图图设计的的CADD工具，计计算机辅辅助测试试技术等等。1. 系统描述述目前CAAD技术术中，VVHDLL语言逐逐渐成为为集成电电路设计计中的流流行语言言，广泛泛用于系系统描述述中。VVHDLL语言是是一种用用形式化化方法对对时间上上离散的的离散系系统进行行描述的的语言，可可以用来来描述硬硬件电路路，它可可以抽象象的表示示电路的的行为和和结构，在在集成电电路设计计过程中中，支持持以系统统级到门门和器件件级的电电路描述述，并具具有在不不同设计计层次上上的模拟拟验证机机制，同同时可作作为综合合软件的的输入语语言，支支持电路路描述从从高层向向低层的的转换。2. 综合综合是指指从设计计的高层层次向低低层次转转换的过过程，是是一种自自动设计计的过程程，根据据起始的的层次不不同，综综合可以以相应地地分为高高级综合合和逻辑辑综合，目目前的综综合系统统一般都都以VHHDL、VVeriilogg、HaardwwareeC等语语言作为为输入描描述。3. 逻辑模拟拟逻辑模拟拟是指通通过逻辑辑图形输输入或直直接用硬硬件描述述语言将将所设计计的电路路输入到到计算机机中，用用软件方方法形成成硬件模模型，然然后给定定输入激激励波形形，利用用该模型型计算出出各节点点和输出出端的波波形，由由设计者者判断其其正确性性。根据所模模拟逻辑辑单元的的大小，逻逻辑模拟拟可以分分为四级级:寄存存器传输输级、功功能块级级、门级级和开关关级。4. 电路模拟拟电路模拟拟是根据据电路的的拓扑结结构和元元件参数数将需要要分析的的电路问问题转换换成适当当的数学学方程并并求解，根根据计算算机结果果验证电电路设计计的正确确性。目目前最具具代表性性、应用用最广泛泛的电路路软件是是SPIICE程程序。电电路模拟拟软件主主要有55部分组组成：输输入处理理、元器器件模拟拟处理、建建立电路路方程方方程求解解和输出出处理。5时序序分析和和混合模模拟时序分析析的关键键是在减减小模拟拟时间的的存储量量的情况况下，计计算出所所需的时时序关系系。逻辑模拟拟、电路路模拟、时时序分析析三者各各有特点点，SPPICEE软件是是一种混混合模拟拟软件，可可以将这这三种技技术结合合在一起起，并通通过适当当的处理理，根据据用户对对电路各各部分的的不同需需求，调调用不同同的分析析程序分分析不同同的电路路部分。6.版图图设计的的CADD工具版图设计计是根据据电路功功能和性性能的要要求以及及工艺条条件的限限制，设设计集成成电路制制造过程程中必须须的光刻刻掩模板板图。版版图设计计的CAAD工具具按工作作方式可可以分为为三类：自动设计计半自动设设计人工设计计7.器件件模拟器件模拟拟是在综综合器件件结构和和掺杂分分布的情情况下，采采用数值值分析方方法直接接求解器器的基本本方程，得得到器件件的直流流、瞬态态、交流流小信号号等电学学特征和和某些电电参数。8工艺艺模拟是在深入入探讨各各工艺过过程物理理机制的的基础上上，对各各工艺过过程建立立数学模模型，给给出数学学表达式式，在某某些已知知工艺参参数的情情况下，利利用计算算机技术术对给定定工艺过过程进行行数值求求解，计计算出经经过该工工序的杂杂质浓度度分布、结结构特性性变化或或器件中中的应力力变化等等。9.计算算机辅助助测试(CATT)技术术集成电路路测试是是通过对对电路加加测试向向量观察察相应的的输出结结果。计计算机辅辅助测试试包括：（1） 测试向量量生成测试向量量的生成成方法包包括软件件自动生生成、人人工生成成、从激激励码转转换生成成和根据据输入端端数目从从输入序序列中随随机选取取等。（2） 故障模拟拟和计算算机辅助助可测性性设计故障模拟拟就是针针对测试试输入向向量集，对对被测电电路在不不同故障障状态下下进行逻逻辑模拟拟，得到到所能检检测出的的故障集集，从而而获得故故障覆盖盖率。、演演绎故障障模拟和和并发誓誓故障模模拟。对于需要要进行可可测性设设计的难难测电路路，利用用IC设设计软件件，可以以自动地地将可测测逻辑加加到所设设计的电电路中去去，一般般是加到到电路的的层次网网表中，可可测量逻逻辑包括括扫描途途经电路路、边界界扫描通通路、内内建测试试逻辑、特特征量分分析测试试电路等等。第七章 几类类重要的的特种微微电子器器件1.薄膜膜晶体管管（Thhin FFilmm Traansiistoor TFTT）通常常是指利利用半导导体薄膜膜材料制制成的绝绝缘栅场场效应晶晶体管。这这种器材材通常制制作在绝绝缘衬底底上的半半导体薄薄膜材料料上，它它具有栅栅电极、源源电极和和漏电级级。根据据半导体体薄膜材材料的不不同，薄薄膜晶体体管可以以分为：非晶硅硅薄膜晶晶体管（aa-siicTFFT）、多多晶硅薄薄膜晶体体管（pployy-siiTFTT）、碳碳化硅薄薄膜晶体体管（ssic TFTT）等。从从结构上上看，TTFT可可以分为为立体结结构型平平面结构构型。TFT的的应用领领域主要要集中在在大面积积平板显显示有源矩矩阵液晶晶显示、电电可擦除除只读存存储器（RROM）、静静态随机机存储器器（SRRAM）和和线阵或或面阵型型图像传传感器驱驱动电路路等方面面，其中中应用最最为成功功的是有有源矩阵阵液晶显显示方面面。液晶显示示器具有有驱动电电压和功功耗低、体体积小、重重量轻、无无X射线线辐射等等一系列列优点，受受到了广广泛重视视，发展展非常迅迅速。2.光电电子器件件光电子器器件是指指光子担担任主要要角色的的电子器器件。光光电子器器件主要要包括能能够将电电能转换换为光能能的电致致发光器器件、将将光能转转换成电电能的太太阳能电电池以及及利用电电子学方方法检测测光信号号的光电电探测器器等三类类。（1） 发光器件件半导体发发光器件件包括发发光二极极管和半半导体激激光器两两类，它它们都采采用了ppn结的的注入式式场致发发光模式式。发光光二极管管是靠注注入载流流子自发发复合而而引起的的自发辐辐射，半半导体激激光器则则是在外外界诱发发的作用用下促使使注入载载流子复复合而引引起的受受激辐射射。发光光二极管管发出的的是非相相干光：激光器器发出的的光则是是相干光光，具有有单色性性好、方方向性强强、亮度度高等特特点。（2） 光电探测测器光电探测测器是指指对各种种光辐射射进行接接收和探探测的器器件。光光电探测测器的种种类很多多，其中中主要的的有对任任意辐射射波长都都有响应应的热探探测器和和对某一一特定波波长范围围的光才才有响应应的光子子探测器器两大类类。热探测器器是利用用探测元元吸收入入射光辐辐射，产产生热，引引起温度度上升，然然后再借借助各种种物理效效应把温温度变化化转换成成电学参参量。光子探测测器是利利用入射射光子与与半导体体中处于于束缚态态的电子子（或空空穴）相相互作用用，将它它们激发发为自由由态，从从而引起起 半导导体的电电阻降低低或者产产生电动动势。一般的，光光子探测测器存在在三个基基本过程程：光子入射射到半导导体中并并通过激激励产生生载流子子。载流子在在半导体体中输运运并被某某种电流流增益机机构倍增增。产生的电电流与外外电路相相互作用用，形成成输出信信号，从从而完成成对光子子的探测测。（3） 太阳能电电池当能量为为hv的的光子照照射在半半导体上上，且该该光子的的能量大大于半导导体禁带带宽度EEg时，位位于半导导体价带带的电子子由于得得到光子子的能量量而跃迁迁到导带带，产生生电子-空穴对对，这就就是本征征光电导导效应。半导体太太阳能电电池的种种类繁多多，使用用的材料料也很多多。太空空用太阳阳能电池池的材料料主要有有硅、砷砷化镓、磷磷化铟和和多晶硅硅等，低低成本的的太阳能能电池材材料主要要有非晶晶硅、硒硒铟铜、碲碲化镉、硫硫化镉等等。3.CCCD器件件电荷耦合合器件（CCharrge Coouplled Deevicce,简简称CCCD）不不同于其其他器件件的突出出特点是是以电荷荷作为信信号，即即利用电电荷量代代表信息息，而其其它器件件则都是是以电流流或电压压作为信信号的。CCD器器件被广广泛应用用于影像像传感、数数字存储储很热信信息处理理等三个个领域，其其中最重重要的应应用是作作为固态态摄像器器件，其其次是作作为存储储器件。第八章微微机电系系统微机电系系统是为为电子机机械系统统的简称称（MEEMS）,广义上上讲MEEMS是是指集微微型传感感器、微微型执行行器以及及信号处处理和控控制电路路、接口口电路、通通信和电电源于一一体的微微型机电电系统。MMEMSS在航空空、航天天、汽车车工业、生生物学、医医学、信信息通讯讯、环境境监控、军军事及常常用品等等领域都都有着十十分广阔阔的应用用前景。MEMSS主要包包括微型型传感器器、执行行器和相相应的处处理电路路三部分分。目前已经经制造出出了微型型加速度度计、微微型陀螺螺、压力力传感器器、气体体传感器器、生物物传感器器到呢个个多种类类型的MMEMSS产品。根据目前前的研究究情况，除除了进行行信号处处理的集集成电路路部件外外。微机机电系统统内部包包含的单单元主要要有一下下几大类类：（1） 微传感器器（2） 微执行器器（3） 微型构件件（4） 微机械光光学器件件（5） 真空微电电子器件件（6） 电力电子子器件2.几种种重要的的MEMMS器件件（1）微微加速度度计加速度计计是应用用十分广广泛的惯惯性传感感器件之之一，它它的理论论基础实实际上就就是牛顿顿第二定定律。根根据这一一原理人人们很早早就利用用加速度度计和陀陀螺进行行轮船、飞飞机和航航天器的的导航，近近些年来来，人们们又把这这项技术术用于汽汽车的自自动驾驶驶和导弹弹的制造造。（2）微微陀螺要确定一一个物体体的运动动状态，除除需要知知道三个个方向的的线加速速度外，还还必须知知道三个个方向的的角加速速度，这这就需要要使用陀陀螺。最初的陀陀螺是利利用旋转转物体的的角动量量守恒原原理来测测量角速速度。由由于用硅硅材料加加工高速速旋转的的微结构构比较困困难，而而且机械械磨损会会使寿命命变短，因因此这种种原理的的陀螺不不适于在在实际中中应用。在在MEMMS技术术中，一一般采用用振动式式陀螺，主主要包括括振动弦弦式陀螺螺、音叉叉陀螺和和振动壳壳式陀螺螺。（3） 微马达微型马达达是一种种微型执执行器，可可能的应应用领域域包括微微型手术术器械、微微小飞行行器等，其其应用方方式与传传统的机机械马达达有相似似之处。3.MEEMS加加工工艺艺制作MEEMS器器件的技技术主要要有三种种，第一一种是以以日本为为代表的的利用传传统机械械加工手手段，即即利用大大机械制制造小机机器，再再利用小小机器制制造微机机器的方方法；第二种种是以美美国为代代表的利利用化学学腐蚀或或集成电电路工艺艺技术对对硅材料料进行加加工，形形成硅基基MEMMS器件件；第三三种是以以德国为为代表的的LIGGA技术术，它是是利用XX射线光光科技术术，通过过电铸成成型和铸铸塑形成成微结构构的方法法。其中中第二种种方法与与传统IIC工艺艺兼容性性较好，可可以实现现微机械械和微电电子的系系统集成成，而且且该方法法适合于于批量生生产，已已经成为为目前MMEMSS的主流流技术。由由于利用用LIGGA技术术可以加加工各种种金属、塑塑料和陶陶瓷等材材料，而而且利用用该技术术可以得得到高深深宽比的的精细结结构，它它的加工工深度可可以达到到几百微微米，因因此，LLIGAA技术也也是一种种比较重重要的MMEMSS加工技技术。（1）硅硅微机械械加工工工艺a.硅的的化学腐腐蚀硅的化学学腐蚀主主要可分分为各向向同性腐腐蚀和各各向异性性腐蚀两两种。各各向同性性腐蚀是是指对硅硅材料各各个晶面面的腐蚀蚀速率相相等的腐腐蚀技术术。各向向异性腐腐蚀是指指对硅的的不同晶晶面腐蚀蚀速率不不同的腐腐蚀技术术。利用化学学腐蚀得得到的微微机械结结构的厚厚度可以以达到整整个硅片片的厚度度，具有有较高的的机械灵灵敏度，因因而生产产的产品品多被用用于灵敏敏度较要要求较高高的军事事和航天天等领域域，但该该方法与与集成电电路工艺艺不兼容容，难以以与集成成电路进进行集成成，且存存在难以以准确控控制横向向尺寸精精度，器器件尺寸寸较大等等缺点。b.深槽槽刻蚀为了克服服湿法化化学腐蚀蚀的缺点点，采用用干法等等离子体体刻蚀技技术已经经成为微微机械加加工技术术的主流流。深槽槽刻蚀与与化学腐腐蚀相比比可以更更精确地地控制结结构尺寸寸，可以以批量加加工，而而且得到到的机械械结构的的厚度也也比较大大，保证证了机械械灵敏度度。c.键合合键合是指指不利用用任何粘粘合剂，只只通过化化学键和和物理作作用将硅硅片与硅硅片、硅硅片与玻玻璃或其其它材料料紧密地地结合起起来的方方法。键合的主主要方法法有静电电键合和和垫键合合两种。d.表面面牺牲层层工艺它是一种种比较理理想的与与集成电电路工艺艺完全兼兼容的为为机械加加工工艺艺。由于表面面牺牲层层工艺与与集成电电路工艺艺均采用用薄膜技技术，较较容易将将微机械械结构和和集成电电路集成成在一起起和批量量生产，产产品成本本远低于于利用其其它方法法制造的的MEMMS产品品，因此此它有着着广泛的的市场前前景。（2）LLIGAA加工工工艺LIGAA技术采采用深度度X射线线光刻、微微电铸成成型和塑塑料铸膜膜等技术术相结合合的一种种综合性性加工技技术，它它是进行行三维立立体微细细加工最最有前途途的方法法之一，同同时也是是制作非非硅材料料 系统统的首选选工艺。利用LIIGA技技术制作作金属等等材料的的微图形形主要由由三步关关键工艺艺组成，即即首先利利用同步步辐射XX射线光光刻技术术光刻出出所要求求的图形形，然后后利用电电铸方法法制作出出与光刻刻胶图形形相反的的金属模模具，再再利用微微塑铸制制备各种种材料的的微结构构。4.MEEMS技技术发展展的趋势势（1）研研究方向向多样化化（2）加加工工艺艺多样化化（3）系系统单片片集成化化（4）MMEMSS器件芯芯片制造造与封装装统一考考虑（5）普普通商业业应用低低性能MMEMSS器件与与高性能能特殊用用途MEEMS并并存。第九章 微电电子技术术发展的的规律和和趋势本章将简简要讨论论集成电电路发展展过程中中的一些些重要定定律，今今后微电电子技术术的发展展趋势和和展望等等。1.微电电子技术术发展的的一些基基本规律律（1）摩摩尔定律律（2）等等比例缩缩小定律律2.微电电子技术术发展的的一些趋趋势和展展望（1）221世纪纪仍将以以硅基CCMOSS电路为为主流21世纪纪，至少少是211世纪上上半叶，微微电子技技术仍将将以硅技技术为主主流，尽尽管微电电子学在在化合物物和其它它新材料料方面的的研究取取得了很很大进展展，但还还远不具具备替代代硅基工工艺的条条件，另另外，全全世界数数以万亿亿美元计计的设备备和技术术投入，以以使硅基基工艺形形成了非非常强大大的产业业能力；同时，长长期的科科技投入入使人们们对硅及及其衍生生物各种种属性的的了解达达到十分分深入、十十分透彻彻的知识识积累。产产业能力力和知识识积累决决定了硅硅基工艺艺起码在在今后330550年内内仍起骨骨干作用用，人们们不会轻轻易放弃弃。（2）集集成系统统是211世纪微微电子技技术发展展的重点点微电子技技术从IIC向IIS转变变不仅是是一种概概念上的的突破，同同时也是是信息技技术发展展的必然然结果，它它必将导导致又一一次以微微电子技技术为基基础的信信息技术术革命，221世纪纪将是IIS技术术真正快快速发展展的时期期。（4） 微电子与与其它学学科结合合诞生新新的技术术增长点点微电子技技术的强强大生命命力在于于它可以以低成本本、大批批量生产产出具有有高可靠靠性和高高精度的的微电子子结构模模块，这这种技术术与其它它学科相相结合，会会诞生出出一系列列崭新的的学科和和重大的的经济增增长点，作作为与微微电子技技术成功功结合的的典型例例子便是是MEMMS技术术和DNNA生物物芯片等等。综上所述述，211世纪的的微电子子技术仍仍将保持持目前的的高速度度持续发发展，并并且仍将将以硅基基材料为为主。221世纪纪的微电电子技术术仍将蓬蓬勃发展展，日新新月异。