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1.2基本半導體元器件結構圖1-10MOS場效應電晶體電容結構1.2基本半導體元器件結構1.2.2有源器件結構有源器件，如二極體和電晶體與無源元件在電子控制方式上有很大差別，可以用於控制電流方向，放大小的信號，構成複雜的電路。這些器件與電源相連時需要確定電極（+或-）。工作時利用了電子和空穴的流動。

1.二極體的結構圖1-11積體電路中二極體的基本結構1.2基本半導體元器件結構圖1-12積體電路中二極體的結構1.2基本半導體元器件結構圖1-13電晶體的基本結構2.電晶體的結構1.2基本半導體元器件結構圖1-14MOS管的結構圖和示意圖3.場效應電晶體的結構1.2基本半導體元器件結構圖1-15CMOS反相器電路的電路圖、頂視圖和剖面圖4.CMOS結構1.3半導體器件工藝的發展歷史圖1-16生長型電晶體生長示意圖1.3半導體器件工藝的發展歷史圖1-17合金結結型電晶體示意圖1.3半導體器件工藝的發展歷史圖1-18臺面型結型電晶體示意圖1.3半導體器件工藝的發展歷史圖1-19矽平面結型電晶體示意圖1.4積體電路製造階段1.4.1積體電路製造的階段劃分

半導體積體電路製造一般包括以下幾大部分：矽片（晶圓）的製備、掩膜版的製作、矽片的製造及元器件封裝，如圖1?20所示。值得一提的是半導體製造的各個部分並不是由一個工廠來完成的，而是由不同的工廠分別來完成，也就是說矽片製備有專門的製造企業，製備矽片的企業並不進行矽片的製造，它只為矽片製造廠提供矽片，而矽片製造廠從矽片製備廠買來所需要的矽片，進行矽片製造，而製造中所用到的掩膜版也由專門的生產企業來提供，矽片製造完成的晶片的封裝也不由矽片製造企業完成，而是由封裝企業來完成，這樣做可以減少設備的維護費用。1.4積體電路製造階段圖1-20半導體晶片的製造框圖1.4積體電路製造階段矽片製備將矽從沙中提煉並純化，形成半導體級的多晶矽。晶片製造矽片到達矽片製造廠，經過清洗、成膜(氧化、澱積)、光刻、刻蝕和摻雜(擴散、離子注入)等主要工藝之後，加工完成的矽片具有永久刻蝕在矽片上的完整的積體電路。圖1-21半導體晶片製造的關鍵工藝1.4積體電路製造階段(3)掩膜版製作掩膜版中包括構成晶片的各層圖形結構，現在最常用的掩膜版技術是石英玻璃塗敷鉻，在石英玻璃掩膜版表面的鉻層上形成晶片各層結構圖形。

(4)裝配與封裝晶片製造完成後，封裝之前晶片要經過測試/揀選進行單個晶片的電學測試，揀選出合格晶片和不合格晶片，並作出標識，合格晶片包裝在保護殼體內。

(5)終測為了確保晶片的功能，要對每個被封裝的積體電路進行測試，以保證晶片的電學和環境特性參數滿足要求，即保證發給用戶的晶片是合格晶片。

1.4積體電路製造階段圖1-22世界上第一塊積體電路1.4.2積體電路時代劃分1.4積體電路製造階段表1-1積體電路時代劃分1.4積體電路製造階段1.4.3積體電路製造的發展趨勢電子器件中不論是電子管還是電晶體，一般都具有這樣的特點：隨著它們結構尺寸的縮小，將會使工作速度增加，使功耗降低，其結果是使速度提高與電晶體的尺寸縮小的同時，積體電路的性能將獲得改善。同時，由於尺寸的減小，有可能容納更多的元器件，從而通過提高集成度，擴大功能。就可靠性來考慮，隨著集成規模的增大，使印製電路板上的焊點數減少，從而使每個元器件的故障率降低。

(1)提高晶片的性能晶片的性能一般包括兩方面的內容，一是晶片的工作速度，二是晶片工作過程中的功耗。1.4積體電路製造階段表1-21μm以下產業的技術節點列表(2)提高晶片的可靠性晶片的可靠性主要指晶片壽命。

(3)降低晶片的成本半導體晶片的價格一直持續下降。1.5半導體製造企業(1)設計/製造企業許多企業都集合了晶片設計和晶片製造，從晶片的前端設計到後端加工都在企業內部完成。

(2)代工企業在晶片製造業中，有一類特殊的企業，專門為其他晶片設計企業製造晶片，這類企業稱為晶圓代工廠。1.6基本的半導體材料1.6.1矽——最常見的半導體材料20世紀50年代初期以前，鍺是半導體工業應用得最普遍的材料之一，但因為其禁帶寬度較小（僅為0．66eV），使得鍺半導體的工作溫度僅能達到90℃（因為在高溫時，漏電流相當高）。鍺的另一個嚴重缺點是無法在其表面形成一穩定的且對摻雜雜質呈鈍化性的氧化層，如二氧化鍺（GeO2）為水溶性，且會在800℃左右的溫度自然分解。相比而言，矽的禁帶寬度較大（1．12eV），矽半導體的工作溫度可以高達200℃。矽片表面可以氧化出穩定且對摻雜雜質有極好阻擋作用的氧化層（SiO2），這個