集成电路复习资料[精选].doc

第一章 1、 ⑴、什么是集成电路： 集成电路（IC）是指用半导体工艺，或薄膜、厚膜工艺把电路元器件以相互不可分离的状态制作在半导体或绝缘体基片上，然后封装在一个管壳内，构成一个完整的、具有一定功能的电路。 ⑵、集成电路分类： 1.按工艺分：半导体IC、膜IC（薄/厚膜IC）、混合IC 2.按功能分： 数字IC：能够完成数字运算，以低电平和高电平两种状态来代表二进制数中的“0”和”1”，通过各种逻辑关系进行运算，又称为逻辑IC。 模拟IC：能对电压、电流等模拟量进行放大与转换的IC。其中输 出信号与输入信号成线性关系的电路，如直流放大器、差分放大器、低频放大器、高频放大器、线性功率放大器、运算放大器等称为线性IC。输出信号与输入信号不成线性关系的电路，如对数放大器、振荡器、混频器、检波器、调制器等称为非线性IC。 3.按构成IC 的有源器件结构分：双极IC、MOS IC。 双极IC：有源元件采用NPN或PNP双极晶体管，管内导电的载流子要流经P型或N型两种极性的材料。 MOS IC：有源元件采用MOS（金属－氧化物－半导体）晶体管。 4.按集成度高低分：小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）、超大规模（VLSI）。 集成度：单块晶片上或单个封装中构成的IC的所包含的最大元件数（包括有源/无源元件）。 SSI100个元件（或10个门电路），100MSI1000元件（10个～100个门电路），LSI1000个元件以上（100个门电路以上）。VLSI10万个（1000门以上） ⑶、集成电路遵从的定律 2、Foundry与fabless之间的的关系 3、IC设计所需要的知识范围（LVS、Lagout、Schmatic） 1) 系统知识 计算机 / 通信 / 信息 / 控制学科 2) 电路知识 更多的知识、技术和经验 3) 工具知识 任务和内容 相应的软件工具 4) 工艺知识 元器件的特性和模型/工艺原理和过程 第二章 4、 ⑴、材料的分类 分类 材料 电导率 导体 铝、金、钨、铜等 105 S·cm-1 半导体 硅、锗、砷化镓、磷化铟等 10-9~102 S·cm-1 绝缘体 SiO2、SiON、Si3N4等 10-22~10-14 S·cm-1 ⑵、半导体材料的特性 1）通过掺杂可明显改变半导体的电导率。 2）当半导体受到外界热的刺激时，导电能力将发生显著改变。 3）光照可改变半导体的电导率。 4）多种半导体结构中，当注入电流时，会发射光，从而可制造发光二极管和激光二极管。 ⑶、常用的最基本的IC材料 半导体材料在集成电路的制造中起着根本性的作用。 硅，砷化镓和磷化铟是最基本的三种半导体材料 2.2 硅 (Si) 1.硅工艺生产的器件 双极型晶体管（BJT），结型场效应管（J-FET），P型、N型MOS双极场效应管CMOS（BiCMOS） 2. 硅工艺的优点： 1）原材料丰富　2）技术成熟　3）硅基产品价格低廉 3. 硅工艺达到的技术指标： DARM的速度1Gb，晶圆直径达到300mm(12英寸) 2.3 砷化镓 (GaAs) 1.GaAs材料：能工作在超高速超高频，其原因在于这些材料具有更高的载流子迁移率，和近乎半绝缘的电阻率 2. GaAs材料的特点： 1）GaAs中非平衡少子漂移速度非常快 2）GaAs导带极小值和价带极大值都出现在布里渊区波矢为0处，电子和空穴可以直接复合，利用这一性质可制作发光器件，如LED，LD，OEIC。 3）GaAs中价带与导带之间的禁带宽度大于Si。（EgGaAs=1.43eV， EgGaAs=1.1eV ） GaAs中价带与导带之间的禁带宽度大于Si带来的好处： 1）在GaAs衬底上可制作高性能的器件，如电感、微波变压器及微波毫米波传输线。 2）GaAs器件及电路能工作在更高的温度。 3）具有更好的抗辐射性能。 3. GaAs工艺制作的器件： 三种有源器件: MESFET, HEMT 和 HBT 2.4 磷化铟 (InP) 1.InP材料的特点：能工作在超高速超高频 2.InP工艺制作的器件： 三种有源器件: MESFET, HEMT和HBT 3. InP的应用： 广泛应用于光纤通信系统中 发