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第1章 微电子学导引1.1经济的影响让我们从全球半导体产品销售额和全世界GDP（Gross Domestic Product，国内生产总值）①之间的联系开始讲述。
2005年，半导体产品销售额为44.4万亿美元中的2370亿美元（占0.53%），而且还在增长。
然而根据销售量评价半导体的重要性显然低估了它们对世界经济的影响。
这是因为微电子担当了技术驱动器的角色，使得一系列工业、商业和服务业活动成为可能或得到加速，比如：z计算机和软件业；z电信和媒体业；z商业、物流和运输业；z自然科学和医学；z发电和输电；z金融和管理。
因此微电子对经济发展有巨大的杠杆作用，它的任何进步都会促进“下游”工业和服务业的许多甚至是绝大多数的创新。
一个流行的例子……历经30年的快速增长，如今客用车的电子电气设备造价在普通车中已经占总价的15%之多，在豪12第1章 微电子学导引华车中则接近30%。
另外，绝大部分的科技进步也应该归功于微电子技术的发展。
比如电子打火和喷射，二者很快就被结合起来并扩展成为电子引擎控制系统。
类似的例子还有防抱死制动系统和防滑系统、安全气囊触发电路、防盗设备、自动空调系统、含行车电脑的仪表板、遥控锁、导航设备、多路总线、电子控制动力传动系统和悬挂、音频/视频信息和娱乐，还有即将问世的夜视与防撞系统。
并且未来向其他能量形式驱动的变迁一定会进一步加强半导体在汽车工业中的重要性（见图1-1）。
图1-1微电子对“下游”工业和服务业的经济杠杆作用即将到来的创新包括LED照明和车头灯、“主动式”飞轮、混合动力、电子驱动气门、线控刹车、线控驾驶，以及很可能的42V电源以支持额外的电气负载。
……不太明显的方面可能不那么明显但是也同样重要的是电子工业对开发、制造和服务的许多贡献。
在汽车工业幕后的创新包括计算机辅助设计（CAD）、有限元分析、虚拟碰撞测试、计算流体力学、计算机数控机床（CNC）、焊接和组装机器人、计算机集成制造（CIM）、质量控制和工艺监控、订单处理、供应链管理和诊断程序。
第一章 绪论1．画出集成电路设计与制造的主要流程框架。
2．集成电路分类情况如何？⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧按应用领域分类数字模拟混合电路非线性电路线性电路模拟电路时序逻辑电路组合逻辑电路数字电路按功能分类GSI ULSI VLSI LSI MSI SSI 按规模分类薄膜混合集成电路厚膜混合集成电路混合集成电路B iCMOS B iMOS 型B iMOS CMOS NMOS PMOS 型MOS双极型单片集成电路按结构分类集成电路3．微电子学的特点是什么？微电子学：电子学的一门分支学科微电子学以实现电路和系统的集成为目的，故实用性极强。
微电子学中的空间尺度通常是以微米(m, 1m ＝10－6m)和纳米(nm, 1nm = 10-9m)为单位的。
微电子学是信息领域的重要基础学科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4．列举出你见到的、想到的不同类型的集成电路及其主要作用。
集成电路按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑（微机）用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。
5．用你自己的话解释微电子学、集成电路的概念。
集成电路（integrated circuit）是一种微型电子器件或部件。
第一章绪论1.1946年第一台计算机：ENIAC2.1947年12月23日第一个晶体管:巴丁、肖克莱、布拉顿3.集成电路：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4.达默第一个提出集成电路的设想，1958年德克萨斯仪器公司基尔比研制除了第一块集成电路5.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倍，这就是摩尔定律6.集成电路按器件结构类型分类：a)双极集成电路：主要由双极晶体管构成a)NPN型双极集成电路b)PNP型双极集成电路b)金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路：主要由MOS晶体管(单极晶体管)构成1.NMOS2.PMOS3.CMOS(互补MOS)c)双极-MOS(BiMOS)集成电路：同时包括双极和MOS晶体管的集成电路为BiMOS集成电路，综合了双极和MOS器件两者的优点，但制作工艺复杂7.按结构形式的分类：单片集成电路：a)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b)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：c)厚膜集成电路d)薄膜集成电路8.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↗模拟集成电路(Analog IC)：它是指处理模拟信号(连续变化的信号)的集成电路✍线性集成电路：又叫做放大集成电路，如运算放大器、电压比较器、跟随器等✍非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路↗数模混合集成电路(Digital - Analog IC) ：例如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等第三章第四章1.集成电路的集成度，功耗延迟积，特征尺寸是描述集成电路性能的几个重要指标2.特征尺寸：指集成电路中半导体器件的最小尺度3.图形转换：光刻：光刻三要素：光刻胶、掩膜版和光刻机；4.光刻胶：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5.正胶：曝光后可溶；负胶：曝光后不可溶；6.几种常见的光刻方法：接触式光刻，接近式曝光，投影式曝光，i.超细线条光刻技术b)甚远紫外线(EUV)c)电子束光刻d)X射线e)离子束光刻7.化学汽相淀积(CVD)：通过气态物质的化学反应在衬底上淀积一层薄膜材料的过程CVD技术特点：a)具有淀积温度低、薄膜成分和厚度易于控制、均匀性和重复性好、台阶覆盖优良、适用范围广、设备简单等一系列优点b)CVD方法几乎可以淀积集成电路工艺中所需要的各种薄膜，例如掺杂或不掺杂的SiO、多晶硅、非晶硅、氮化硅、金属(钨、钼)等2单晶硅的化学汽相淀积(外延)：一般地，将在单晶衬底上生长单晶材料的工艺叫做外延，生长有外延层的晶体片叫做外延片 二氧化硅的化学汽相淀积：可以作为金属化时的介质层，而且还可以作为离子注入或扩散的掩蔽膜，甚至还可以将掺磷、硼或砷的氧化物用作扩散源c)低温CVD氧化层：低于500℃d)中等温度淀积：500～800℃e)高温淀积：900℃左右多晶硅的化学汽相淀积：利用多晶硅替代金属铝作为MOS器件的栅极是MOS集成电路技术的重大突破之一，它比利用金属铝作为栅极的MOS器件性能得到很大提高，而且采用多晶硅栅技术可以实现源漏区自对准离子注入，使MOS集成电路的集成度得到很大提高。
1.微电子学与固体电子学专业集成电路设计、计算机辅助设计与测试研究方向：
①《数字逻辑基础》，陈光梦编，复旦大学出版社
②《模拟电子学基础》，陈光梦编，复旦大学出版社；或者《模拟电子技术基础》（第三版），童诗白编，高等教育出版社
③《专用集成电路设计方法》，复旦大学微电子学系自编讲义
④《Digital Integrated Circuits: A Design Perspective》，Jan M. Rabaey著，英文翻印《数字集成电路设计透视》，清华大学出版社，1999年
⑤《模拟CMOS集成电路设计》，拉扎维著，陈贵灿译，西安交通大学出版社2003年
2.微电子学与固体电子学专业集成电路工艺与器件研究方向：
①《双极型与MOS半导体器件原理》，黄均鼐等编，复旦大学出版社
②《半导体器件物理基础》（第1、2、3、5章），曾树荣编，北京大学出版社。
