《半导体工艺原理》课程教学课件（PPT讲稿）第1章 半导体制程技术导论

半导体制造技术导论 Chapter 1导论

半导体制造技术导论 Chapter 1导论

主题 ·集成电路发展简介 ·集成电路组件和设计 ·半导体制程 ·未来的走向 5

5 主题 • 集成电路发展简介 • 集成电路组件和设计 • 半导体制程 • 未来的走向

简介 ·第一个晶体管，AT&T贝尔实验室，1947 图1.世界上第一个固态锗制成的晶体管 6

6 简介 • 第一个晶体管，AT&T贝尔实验室, 1947 图1.世界上第一个固态锗制成的晶体管

第一个晶体管的发明者 约翰巴丁，威廉·肖克莱和华特·布莱登 照片提供：Lucent Technologies Inc. 7

7 约翰‧巴丁，威廉‧肖克莱 和 华特‧布莱登 照片提供:Lucent Technologies Inc. 第一个晶体管的发明者

半导体材料 l、锗(Ge) 锗是最早用于制造半导体器件材料之 一， 1947年巴丁、布莱登、肖克莱使用锗制造世界上 第一支晶体管。 Oxide Gate Source Drain n+ ◆X n+ 关闭状态的晶体管 Body 晶体管原理 导通状态的晶体管

半导体材料 1、锗（Ge） 锗是最早用于制造半导体器件材料之一， 1947年巴丁、布莱登、肖克莱使用锗制造世界上 第一支晶体管。 关闭状态的晶体管 晶体管原理 导通状态的晶体管

真空管，工作原理 電子(e-) I4.電流：電流是指電子的流動 因為有電子從陰極從走向陽 極·所以形成了電流 米電子是傾向由電池组的真 極流向同一電池組之正極 3.由於陽極被接到正極·所以 就形成了電势差（電壓的差 接上電組· )。所以·带真電荷的電子 就由陰極跳去陽極· 1.橙絲會把陰極加熱至红热· 2.陰極是接上電池組的的 把陰極之原子激態· 负極·而负極是傾句放出 電子。由於陰極之原子被加熱 至激態（所以發出红光）·所以 當被接出高的负電壓更會射出電子。 国 真空二極管之簡化原理 Sany Fu HKBU Bsc Ap Biol

9 真空管, 工作原理 真空管 晶体管 -

发展历史 ·第一个单晶锗，1950 ·第一个单晶硅，1952 ·第一个集成电路组件，德州仪器，1958 晶体管发明之后，它的巨大应用前景己经越来越明 显，下一个目标是如何把晶体管、导线及其他器件高 校连接起来。 10

10 发展历史 • 第一个单晶锗, 1950 • 第一个单晶硅, 1952 • 第一个集成电路组件, 德州仪器, 1958 晶体管发明之后，它的巨大应用前景已经越来越明 显，下一个目标是如何把晶体管、导线及其他器件高 校连接起来

1958年德州仪器的杰克克毕制造出 的第一个集成电路芯片（棒） 照片提供：德州仪器 11

11 1958年德州仪器的杰克克毕制造出 的第一个集成电路芯片(棒) 照片提供: 德州仪器

1960年，仙童摄影机公司在硅晶圆 上制出的第一个集成电路 照片提供：Fairchild Semiconductor International 2

12 1960年，仙童摄影机公司在硅晶圆 上制出的第一个集成电路 照片提供:Fairchild Semiconductor International

2、硅(Si) 20世纪60年代初，硅很快代替锗，原因： 1)硅非常容易氧化成高品质的$iO2绝缘层 2)硅禁带宽度比锗大，器件具有更大工作温度范围 3)硅元素在自然界中含量大，是廉价半导体原材料 Earth's Crust:Si:2.771 x 105 ppm;Ge:1.8 ppm

2、硅（Si） 20世纪60年代初，硅很快代替锗，原因： 1）硅非常容易氧化成高品质的SiO2绝缘层 2）硅禁带宽度比锗大，器件具有更大工作温度范围 3）硅元素在自然界中含量大，是廉价半导体原材料 Earth's Crust: Si: 2.771 x 105 ppm; Ge:1.8 ppm