半导体器件物理优秀PPT.ppt

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1、半导体器件物理半导体器件物理1第1页，本讲稿共12页参考书：参考书：微电子器件物理基础微电子器件物理基础1 1、施敏施敏美美著著，半导体器件物理半导体器件物理与工艺与工艺，苏州大学出版社，苏州大学出版社，20022002年。年。2 2、孟庆巨、刘海波、孟庆辉编著，、孟庆巨、刘海波、孟庆辉编著，半导体器件物理半导体器件物理，科学出版社，科学出版社，20052005年。年。3 3、刘树林、张华曹、柴常春编著，、刘树林、张华曹、柴常春编著，半导体器件物理半导体器件物理，电子工业出，电子工业出版社，版社，20062006年。年。4 4 4 4、半导体物理与器件、半导体物理与器件、半导体物理与器件、半导

2、体物理与器件 (美美美美)D.A.Neamen)D.A.Neamen)D.A.Neamen)D.A.Neamen 赵毅强等译赵毅强等译赵毅强等译赵毅强等译 电子工业出版社电子工业出版社电子工业出版社电子工业出版社5 5 5 5、半导体制造技术、半导体制造技术、半导体制造技术、半导体制造技术Michael Quirk et al.Michael Quirk et al.Michael Quirk et al.Michael Quirk et al.电子工业出版社电子工业出版社电子工业出版社电子工业出版社6 6 6 6、半导体器件基础、半导体器件基础、半导体器件基础、半导体器件基础 (美美美美)B

3、.L.Anderson,R.L.Anderson,)B.L.Anderson,R.L.Anderson,)B.L.Anderson,R.L.Anderson,)B.L.Anderson,R.L.Anderson,邓宁等译邓宁等译邓宁等译邓宁等译 清华大学出清华大学出清华大学出清华大学出版社版社版社版社7 7、微电子学概论微电子学概论 张兴张兴 北京大学出版社北京大学出版社8 8、固体物理、固体物理黄昆黄昆高等教育出版社高等教育出版社9 9、Handbook of Semiconductor Fabrication TechnologyHandbook of Semiconductor Fabr

4、ication TechnologyNew York:Marcel Dekker,c2000 New York:Marcel Dekker,c2000 1010、半导体中的杂质深能级、半导体中的杂质深能级 A.G.A.G.米尔恩斯米尔恩斯 科学出版社科学出版社1111、以及其他的、以及其他的paperspapers、conferencesconferences、handoutshandouts2第2页，本讲稿共12页微电子发展史上的几个里程碑微电子发展史上的几个里程碑1962年年Wanlass、C.T.SahCMOS技术技术 现在集成电路产业中占现在集成电路产业中占95%以上以上1967年年K

5、ahng、S.Sze 非挥发存储器非挥发存储器1968年年Dennard单晶体管单晶体管DRAM1971年年Intel公司微处理器公司微处理器计算机的心脏计算机的心脏?目前全世界微机总量约目前全世界微机总量约6亿台，在美国每年由计算机完成的亿台，在美国每年由计算机完成的工作量超过工作量超过4000亿人年工作量。美国欧特泰克公司认为：亿人年工作量。美国欧特泰克公司认为：微处理器、宽频道连接和智能软件将是微处理器、宽频道连接和智能软件将是21世纪改变人类社世纪改变人类社会和经济的三大技术创新。会和经济的三大技术创新。3第3页，本讲稿共12页?不不断断提提高高产产品品的的性性能能价价格格比比是是微微

6、电电子子技技术术发发展的动力展的动力?集集成成电电路路芯芯片片的的集集成成度度每每三三年年提提高高4倍倍，而而加工特征尺寸缩小加工特征尺寸缩小 倍，这就是倍，这就是摩尔定律摩尔定律微电子发展的规律微电子发展的规律4第4页，本讲稿共12页集成电路技术是近集成电路技术是近50年来发展最快的技术年来发展最快的技术微电子技术的进步微电子技术的进步按此比率下降，小汽车价格不到按此比率下降，小汽车价格不到1美分美分From S.M.SZE5第5页，本讲稿共12页5000 4000 3000 2000 1000 0 1000 2000 3000 4000石器时代石器时代 35000年年铜器时代铜器时代 18

7、00年年铁器时代铁器时代 3200年年硅器时代硅器时代XX 年？年？3000BC 1200BC 19686第6页，本讲稿共12页我国年微电子发展展望我国年微电子发展展望上海上海IC产业发展战略目标产业发展战略目标 到到2010年总投资量年总投资量600 亿美元，建成亿美元，建成20 40条生产线，条生产线，200 个设计公司及个设计公司及20家封装家封装/测试厂测试厂带动上海带动上海700 亿美元相关产业发展，成为第一大产业亿美元相关产业发展，成为第一大产业7第7页，本讲稿共12页我国年微电子发展展望我国年微电子发展展望上海中芯国际：上海中芯国际：?14.76亿美元，亿美元，8英寸，英寸，0.

8、25微米，微米，微米，微米，4.2万片万片/月月上海宏力上海宏力?16.37亿美元，亿美元，8英寸，英寸，0.25微米，微米，微米，微米，4万片万片/月月北京华夏半导体北京华夏半导体?13亿美元，亿美元，8 8英寸，英寸，英寸，英寸，0.25微米微米微米微米天津天津Motorola MOS17?14.75亿美元，亿美元，8英寸，英寸，0.25微米，微米，6000片片片片/周周8第8页，本讲稿共12页新的存储器NOR(Not OR gate)Flash Memory 闪存闪存NAND(Not AND gate)Flash Memory 闪存：闪存：韩国三星：韩国三星：2005年年9月突破月突破5

9、0 nm工艺技术，制造出工艺技术，制造出NAND闪存卡闪存卡(16 G，164亿亿个晶体管个晶体管)，有可能取代硬盘，有可能取代硬盘，(纳电子学纳电子学)；中国朗科：中国朗科：0.18 m(180 nm)工艺技术，优芯工艺技术，优芯II号优盘，号优盘，(微电子学微电子学)。从从180 nm90 nm50 nm 工艺技术，我们在技术上与别人比差两代。工艺技术，我们在技术上与别人比差两代。2006年集成电路线宽已经突破年集成电路线宽已经突破45 nm。9第9页，本讲稿共12页20052005年年10 10月月10 10日日 中芯国际中芯国际(SMIC)和光刻印刷增强技术系统供应商朗明朗明科技公司(

10、Luminescent Technologies Inc.)近日共同宣布将朗明科技的反向光刻印刷技术(Inverse Lithography Technology)应用在中芯国际的65纳米及以下技术工艺的生产中。双方共同致力于将反向光刻印刷技术应用于最先进的集成电路设计中。两家公司的合作始于将朗明科技所研发的“探索者”(Explorer TM)光刻开发平台安装在中芯国际的制造厂中。10第10页，本讲稿共12页广州也拥有自己的“芯”“十五十五”期间，广州进一步提升了区域科技中心城市地位。期间，广州进一步提升了区域科技中心城市地位。2004年，广年，广州科技领域发生了一件大事：广州拥有了自己的州科

11、技领域发生了一件大事：广州拥有了自己的“芯芯”。由。由中国南科集团股中国南科集团股份有限公司份有限公司投资的广州第一条芯片生产线正式动工，这是华南地区第一条投资的广州第一条芯片生产线正式动工，这是华南地区第一条芯片生产线，近年来，广州有从事集成电路生产和设计的企业及相关科研芯片生产线，近年来，广州有从事集成电路生产和设计的企业及相关科研机构机构50多家。多家。天河软件园以天河软件园以40%增速前进。增速前进。11第11页，本讲稿共12页 从微电子学到纳电子学从微电子学到纳电子学在过去的在过去的2525年，晶体管的尺度每年，晶体管的尺度每2 2至至3 3年减少年减少30%30%，而功能增加，而功能增加1 1倍。倍。20062006年，晶体管的栅宽为年，晶体管的栅宽为60 nm60 nm；20082008年初，年初，45nm45nm的的CPUCPU已经商业化；已经商业化；人们预测在人们预测在5 5年之内，线宽希望达到年之内，线宽希望达到18 nm18 nm，在未来，在未来1010年线宽达到年线宽达到9 9 nmnm。20112011年年1212月，英特尔月，英特尔14nm CPU14nm CPU、3D3D芯片、芯片、IBMIBM最新的最新的10nm10nm碳纳米晶体管碳纳米晶体管CPUCPU。12第12页，本讲稿共12页