硅基礎(chǔ)第一節(jié)

*1硅基材料應(yīng)用劉新科博士講師深圳大學(xué)材料學(xué)院

xkliu@*2硅基材料應(yīng)用現(xiàn)代硅基CMOS的發(fā)展歷史Moore’slaw;國(guó)際半導(dǎo)體發(fā)展宏圖;微電子的制備的基本流程;*3第一個(gè)晶體管第一個(gè)晶體管-點(diǎn)接觸晶體管JohnBardeen,WalterBrattian&WilliamSchockleyBellLab.1947BobelPrizeinPhysics,1956第一個(gè)集成電路，

TexasInstruments,1958平面晶體管Fairchild,

1959第一個(gè)平面集成電路Fairchild,

1961摩爾定律Moore’s

law：thenumberoftransistorsinadenseintegratedcircuit

hasdoubledapproximatelyeverytwoyears.CMOS

Scaling想象一下想象一下流感病毒主要的半導(dǎo)體公司企業(yè)主要的半導(dǎo)體公司企業(yè)TSMCTotalPatents:9763TSMC

VSUMC,GF,SMICSource/DrainformationProcessGateStackProcessInterconnectApplicationsSensor,MemoryIsolationandContactProcessTSMC(red)

VSUMC(green)Source/DrainformationProcessGateStackProcessInterconnectApplicationsSensor,MemoryIsolationandContactProcessTSMC(red)

VSGF(green)Source/DrsainformationProcessGateStackProcessInterconnectApplicationsSensor,MemoryIsolationandContactProcessTSMC(red)

VSSMIC(green)Source/DrsainformationProcessGateStackProcessInterconnectApplicationsSensor,MemoryIsolationandContactProcess晶體管的平均價(jià)格硅原子和硅晶體的結(jié)構(gòu)EachSiatomhas4nearestneighborslatticeconstant=5.431?本征載流子硅晶體中的電子—空穴對(duì)

當(dāng)共價(jià)鍵被打斷時(shí)，就產(chǎn)生自由電子－空穴對(duì)，

這兩種載流子都可以移動(dòng)并傳輸電流

摻雜載流子摻雜硅晶體中的自由電子和空穴

VA族元素?fù)诫s的硅晶體中產(chǎn)生額外的電子（N）

IIIA族元素?fù)诫s的硅晶體中產(chǎn)生額外的空穴（P）

摻雜與電阻率N型和P型硅電阻率

與摻雜濃度的關(guān)系

二極管二極管工作原理示意圖

晶體管增強(qiáng)型NMOS管工作