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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划查阅资料,总结电子管,晶体管和集成电路各有何缺点.专用集成电路综述摘要：自1958年美国TI公司试制成功第一块集成电路以来，IC技术的发展速度令人瞠目。IC的生产已经发展成为新兴的支柱产业，并且继续保持着迅猛发展的势头。IC按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。关键字：集成电路IC产业引言：专用集成电路是为特定用户或特定电子系统制作的集成电路。对集成电路设计工程师来说，现在虽然不需要去关心具体的集成电路工艺制造细节，但了解不同工艺的基本步
2、骤、不同器件的特点和基本电路形式还是非常必要的。中国的集成电路产业经过4年的发展，在规模和技术上都已跨上了一个新台阶，成为有一定规模的高成长性产业。一、集成电路的发展集成电路的发展经历了一个漫长的过程：1906年，第一个电子管诞生；1912年前后，电子管的制作日趋成熟引发了无线电技术的发展；1918年前后，逐步发现了半导体材料；1920年，发现半导体材料所具有的光敏特性；1932年前后，运用量子学说建立了能带理论研究半导体现象；1956年，硅台面晶体管问世；1960年12月，世界上第一块硅集成电路制造成功；1966年，第一块公认的大规模集成电路制造成功；1988年：16MDRAM问世，1平方厘
3、米大小的硅片上集成有3500万个晶体管；1997年：300MHz奔腾问世,采用工艺；XX年：intel酷睿i系列全新推出，采用了领先的32纳米工艺，并且下一代22纳米工艺正在研发。由此集成电路从产生到成熟大致经历了如下过程：电子管晶体管集成电路超大规模集成电路二、集成电路制备过程1、衬底材料的制备任何集成电路的制造都需要衬底材料单晶硅。通常，常见的单晶硅制造有两种主要的方法：悬浮区熔法和直拉法，这两种方法制成的单晶硅具有不同的特点，并且具有不同的用途。悬浮区熔法在悬浮区熔法中，使圆柱形硅棒固定于垂直方向，用高频感应线圈在氩气气氛中加热，使棒的底部和在其下部靠近的同轴固定的单晶籽晶间形成熔滴，这
4、两个棒朝相反方向旋转。然后将在多晶棒与籽晶1间只靠表面张力形成的熔区沿棒长逐步向上移动，将其转换成单晶。直拉法在单晶硅生长中用到的材料是电子级多晶硅，它从石英中提炼出来并被提纯至%纯度。在一个可抽真空的腔室内置放着一个由熔融石英制成的坩埚，多晶就装填在此坩埚中，腔室回充保护性气氛，将坩埚加热至1500C左右。接着，一块小的用化学方法蚀刻的籽晶(直径约,长约10cm)降下来与多晶熔料相接触，籽晶必须是严格定向的，因为它是一个复制样本，在其基础上将要生长出大块的，称为晶锭的晶体。2、光刻工艺在晶圆的制造过程中，晶体三极管、二极管、电容、电阻和金属层的各种物理部件在晶圆表面或表层内构成。这些部件是每
5、次在一个掩膜层上生成的，并且结合生成薄膜及去除特定部分，通过光刻工艺过程，最终在晶圆上保留特征图形的部分。光刻是所有四个基本工艺中最关键的。光刻确定了器件的关键尺寸。3、刻蚀刻蚀工艺主要包括湿法刻蚀与干法刻蚀。湿法刻蚀法湿法刻蚀是一个纯粹的化学反应过程，是指利用溶液与预刻蚀材料之间的化学反应来去除未被掩蔽膜材料掩蔽的部分而达到刻蚀目的。湿法刻蚀在半导体工艺中有着广泛应用：磨片、抛光、清洗、腐蚀干法刻蚀法干法刻蚀种类很多，包括光挥发、气相腐蚀、等离子体腐蚀等。4、剥离技术剥离技术的工艺流程：首先，涂厚光刻胶并形成所设计的图案；其次，再使用蒸发技术淀积一层金属薄膜，蒸发的一个特点是对高纵横比的图形
6、覆盖性差。若光刻胶显影后得到一个凹的刨面，便会导致金属条断线；硅片浸到能溶解光刻胶的溶液当中时，直接淀积在硅片上的金属线将会被保留下来，淀积在光刻胶上的金属线将会从硅片上脱离。三、MOS集成电路MOS集成电路是以金属-氧化物-半导体场效应晶体管为主要元件构成的集成电路，简称MOSIC。按晶体管的沟道导电类型，可分为P沟MOSIC、N沟MOSIC以及将P沟和N沟MOS晶体管结合成一个电路单元的互补MOSIC。随着工艺技术的发展，P阱或N阱CMOS已经发展到双阱CMOS工艺。2其优点有：制造结构简单，隔离方便。电路尺寸小、功耗低适于高密度集成。MOS管为双向器件，设计灵活性高。具有动态工作独特的能
7、力。温度特性好。其缺点是速度较低、驱动能力较弱。一般认为MOS集成电路功耗低、集成度高，宜用作数字集成电路；双极型集成电路则适用作高速数字和模拟电路。参考文献：【1】来新泉，专用集成电路设计基础教程，西安电子科技大学出版社，XX【2】孙肖子，专用集成电路设计基础，西安电子科技大学出版社，XX【3】史密斯，专用集成电路，北京电子工业出版社，XX【4】中国商情网，XX-XX年中国半导体集成电路行业发展前景分析及投资风险预测报告J【5】MOS集成电路使用操作准则，江西电子信息产业门户-星光电子，XX【6】李惠军，现代集成电路制造工艺原理，山东大学出版社，XX【7】史小波，集成电路的制造工艺，电子工艺
8、出版社，XX【8】田丽萍，常用数字集成芯片的识别与检测，山西煤炭管理干部学院学报，XX【9】冯亚林、张蜀平，集成电路的现状及其发展趋势，微电子学，XX【10】王永刚，集成电路的发展趋势和关键技术，电子元器件应用，XX3电子管，晶体管，三极管，场效应管，MOS以及CMOS的区别和联系电子管：一种在气密性封闭容器中产生电流传导，利用电场对真空中的电子流的作用以获得信号放大或振荡的电子器件，常用于早期电子产品中。晶体管：一种固体半导体器件，可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关，基于输入的电压，控制流出的电流，因此晶体管可做为电流的开关，和一般机械开关不
9、同处在于晶体管是利用电讯号来控制，而且开关速度可以非常之快，在实验室中的切换速度可达100GHz以上。电子管与晶体管代表了电子元器件发展过程中的两个阶段：电子管晶体管集成电路。电子管可分为电子二极管，电子三极管等，晶体管也分为半导体二极管，半导体三极管等。三极管：半导体三极管的简称，是一种电流控制型半导体器件，由多子和少子同时参与导电，也称双极型晶体管或晶体三极管。场效应管(FET)：FieldEffectTransistor，一种电压控制型半导体器件，由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管。MOS：场效应管的一种。CMOS：互补金属氧化物半导体，是一种类似MOS管设计结构的多MOS结构组成
10、的电路，是一种由无数电子元件组成的储存介质。集成电路产业发展现状与未来趋势分析一、概念介绍集成电路，英文为IntegratedCircuit，缩写为IC；顾名思义，就是把一定数量的常用电子元件，如电阻、电容、晶体管等，以及这些元件之间的连线，通过半导体工艺集成在一起的具有特定功能的电路。为什么会产生集成电路？我们知道任何发明创造背后都是有驱动力的，而驱动力往往来源于问题。那么集成电路产生之前的问题是什么呢？我们看一下1942年在美国诞生的世界上第一台电子计算机，它是一个占地150平方米、重达30吨的庞然大物，里面的电路使用了17468只电子管、7200只电阻、10000只电容、50万条线，耗电
11、量150千瓦。显然，占用面积大、无法移动是它最直观和突出的问题；如果能把这些电子元件和连线集成在一小块载体上该有多好！我们相信，有很多人思考过这个问题，也提出过各种想法。典型的如英国雷达研究所的科学家达默，他在1952年的一次会议上提出：可以把电子线路中的分立元器件，集中制作在一块半导体晶片上，一小块晶片就是一个完整电路，这样一来，电子线路的体积就可大大缩小，可靠性大幅提高。这就是初期集成电路的构想，晶体管的发明使这种想法成为了可能，1947年在美国贝尔实验室制造出来了第一个晶体管，而在此之前要实现电流放大功能只能依靠体积大、耗电量大、结构脆弱的电子管。晶体管具有电子管的主要功能，并且克服了电
12、子管的上述缺点，因此在晶体管发明后，很快就出现了基于半导体的集成电路的构想，也就很快发明出来(转载于:写论文网:查阅资料,总结电子管,晶体管和集成电路各有何缺点.)了集成电路。杰克基尔比和罗伯特诺伊斯在19581959期间分别发明了锗集成电路和硅集成电路。集成电路又称芯片，是工业生产的“心脏”，其技术水平和发展规模已成为衡量一个国家产业竞争力和综合国力的重要标志之一。二、集成电路产业分类集成电路，又称为IC，按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路、数字集成电路和数/模混合集成电路三大类。集成电路按制作工艺可分为半导体集成电路和膜集成电路，膜集成电路又分类厚膜集成电路和薄膜集成电路。集成电路
13、按用途可分为电视机用集成电路、音响用集成电路、影碟机用集成电路、录像机用集成电路、电脑用集成电路、电子琴用集成电路、通信用集成电路、照相机用集成电路、遥控集成电路、语言集成电路、报警器用集成电路及各种专用集成电路。集成电路按集成度高低的不同可分为小规模集成电路SSIC、中规模集成电路MSIC、大规模集成电路LSIC和超大规模集成电路VLSIC。另外有一个我们经常在媒体上见到的ASIC，这个ASIC是ApplicationSpecificIntegratedCircuit的英文缩写，在集成电路界被认为是一种为专门目的而设计的集成电路。三、摩尔定律阐述完集成电路的定义、发展和分类后，我们有必要把接
14、下来要介绍的摩尔定律单独列出来描述，摩尔定律是由英特尔创始人之一戈登摩尔提出来的。其核心内容为：当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18-24个月翻一倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。以新CPU的发明年份为横轴，CPU可容纳晶体管数目的对数为纵轴作图，所有的点近似成一条直线，意味着晶体管数目随年份呈指数变化，每两年翻一番。正是有了摩尔定律才有了硅谷50年的辉煌，摩尔定律就是硅谷的脉搏，它带领着硅谷以史诗般的速度前进，并且成为全世界技术潮流的先驱。摩尔定律成为整个信息时代的驱动力，要么
15、跟随摩尔定律，要么就死。摩尔的预测迅速地变成了芯片公司们的金科玉律：忽视摩尔定律的公司纷纷被淘汰，紧随它的公司则越来越强大富有摩尔本人参与建立的英特尔公司就是其中之首。今年正好是摩尔定律诞生50周年，下图为Intel处理器与摩尔定律的时间线：目前在业界讨论最多的是摩尔定律还能撑多久？摩尔定律很神奇的是，每当遇到瓶颈或障碍的时候，总有新的材料或者工艺方法延续演绎摩尔定律的神奇。在过去的50年间，一直如此。当前摩尔定律遇到的问题有材料、结构和散热问题。如何寻找更新的材料和结构来制造芯片，依然是全球顶尖的科学家在孜孜不倦奋力攻关的课题。四、行业发展现状业界产销当前规模XX年，我国重点集成电路企业主要生产线平均产能利用率超过90%，订单饱满，全年销售状况稳定。据国家统计局统计，全年共生产集成电路亿块，同比增长%，增幅高于上年个百分点；集成电路行业实现销售产值2915亿元，同比增长%，增幅高于上年个百分点。图表XX-XX
