7第5章 层次化电路的设计
- 格式:ppt
- 大小:545.50 KB
- 文档页数:43
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。
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?答:3.微电子学的特点是什么?答: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(μm, 1μm =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⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧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BiCMOS BiMOS 型BiMOS CMOS NMOS PMOS 型MOS 双极型单片集成电路按结构分类集成电路机辅助设计、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)、生物芯片等第二章半导体物理和器件物理基础1.什么是半导体?特点、常用半导体材料答:什么是半导体?金属:电导率106~104(W∙cm-1),不含禁带;半导体:电导率104~10-10(W∙cm-1),含禁带;绝缘体:电导率<10-10(W∙cm-1),禁带较宽;半导体的特点:(1)电导率随温度上升而指数上升;(2)杂质的种类和数量决定其电导率;(3)可以实现非均匀掺杂;(4)光辐照、高能电子注入、电场和磁场等影响其电导率;半导体有元素半导体,如:Si、Ge(锗)化合物半导体,如:GaAs(砷化镓)、InP (磷化铟)硅:地球上含量最丰富的元素之一,微电子产业用量最大、也是最重要的半导体材料。
设计电路原理图步骤
1. 确定项目的需求和目标,包括电路所需的功能、输入输出接口、电压和电流要求等。
2. 根据项目需求,选择适当的元器件,包括电阻、电容、电感器、晶体管等。
3. 绘制电路图形,按照信号流动的顺序和连接方式,将选定的元器件按照正确的方向和位置连接起来。
使用符号来表示不同的元器件。
4. 定义和标记每个连接点,为了方便阅读和调试,可以使用不重复的编号来标记连接点。
5. 添加适当的电源和接地符号,并将其正确连接至电路中。
6. 绘制信号和电源之间的连接线,确保正确连接,且线条不会相互交叉或重叠。
7. 添加其他必要的标记,例如电阻、电容和电感的值、晶体管类型等。
8. 仔细检查原理图,确保没有任何错误或遗漏,检查连接是否正确、元件是否正确放置和连接。
9. 若有需要,可以添加补充说明、注意事项或其他相关文本信息,以增加清晰度和易读性。
10. 根据需要,绘制附加的原理图页或细分模块,以便更清晰地表示整个电路的结构和功能。
11. 最后,保存原理图文件,并准备进行电路模拟、布局和制造等后续步骤。