西安电子科技大学出版社 ;目录;1.1 引言 1.2 半导体工业的构成 1.3 半导体器件的生产阶段 复习思考题;1.1.1 半导体技术的发展　　电信号处理工业始于Lee Deforest 在1906年发现的真空三极管。真空三极管有两个重要的功能：开关和放大。开关是指电子器件可接通和切断电流(“开”或“关”)；放大则是指电子器件可把接收到的信号放大，并保持信号原有特征的功能。1947年世界上第一台计算机ENIAC(Electronic Numerial Integrator And Computer)就是主要用真空管制造出来的。ENIAC的制造用了19 000个真空管和数千个电阻及电容器。这台电子计算机和现代的计算机大相径庭，它花费了当时的400 000美元，占据约1500平方英尺的面积，重量达30吨，工作时产生大量的热量，需要一个小型发电站来供电。 ;　　真空管有一系列的缺点，如体积庞大，元器件老化很快，要求相对较多的电能维持运行，连接处易于变松导致真空泄漏，易碎等。ENIAC和其他基于真空管的电子设备的主要缺点是由于真空管易烧毁而导致运行时间有限，这种情形一直持续到20世纪40年代。　　1947年12月23日，贝尔实验室的三位科学家巴丁(John Bardeen)、布莱顿(Walter Brattin)和肖克莱(William Shockley)演示了用半导体材料锗制成的电子放大器件，这种器件不但有真空管的功能，而且为固态无真空，体积小、重量轻、耗电低且寿命长。这种器件最初被命名为“传输电阻器”，而后更名为晶体管(Transistor)，这三位科学家也因他们的这一发明而被授予1956年的诺贝尔物理学奖。 ;　　第一个晶体管和今天的高密度集成电路相去甚远，但它标志着固态电子时代的诞生。除晶体管之外，固态技术还用于制造二极管、电阻器和电容器。　　现在，我们把这些每个芯片中只含有一个器件的电子器件称为分立器件。大多数分立器件在功能和制造上比集成电路的要求少。20世纪50年代，早期半导体工业进入了一个非常活跃的时期，大量生产供晶体管收音机和晶体管计算机使用的器件。虽然分立器件不被认为是尖端产品，然而它们却用于最精密复杂的电子系统中。1998年，它们的销售额仍占全部半导体器件销售额的12%。;1959年，分立器件的统治地位走到了尽头。当年，在德州仪器(TI)公司工作的青年工程师Jack Kilby第一次成功地在一块锗半导体基材上，用几个晶体管、二极管、电容器和利用锗芯片天然电阻的电阻器组成了一个完整的电路。这一发明就是影响深远的集成电路(Integrated Circuit)。　　Kilby开发的电路并不是现今所普遍应用的形式，早些时候在Fairchild Camera公司的Jean Horni开发出一种在芯片表面上形成电子结来制作晶体管的平面制作工艺，使用铝蒸气镀膜并使之形成适当的形状来做器件的连线，这种技术称为平面技术(Planar Technology)。Fairchild Camera公司的Robert Noyce应用这种技术把预先在硅表面上形成的器件连接起来。Kilby和Noyce开发的集成电路成为以后所有集成电路的模式，Kilby和Noyce也共同享有集成电路的专利。 ;　　现在所说的集成电路是指由多个元器件(如晶体管、电阻器、电容器等)及其连线按一定的电路形式制作在一块或几块半导体基片上，并具有一定功能的一个完整电路。它具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高等一系列优点。　　集成电路中器件的尺寸和数量是集成电路发展的两个共同标志。器件的尺寸是以设计中的最小尺寸来表示的，通常以微米(1?μm=10-6 m)为单位，称做特征图形尺寸。电路中器件的数量也就是电路的密度，用集成度水平表示，其范围从小规模集成(SSI)到超大规模集成(ULSI)，有些地方称其为百万芯片(Megachips)。;　　从1947年开始，半导体工业的工艺水平持续发展。工艺的提高导致了集成电路具有更高的集成度和可靠性，从而进一步推动了电子工业的革命。工艺进步使半导体工业可以以更小的尺寸来制造器件和电路，电路性能更佳，密度更高，数量更多，可靠性更高。半导体工业在整体上一直在全世界范围内持续增长，即使到了今天，虽然已显示出成熟迹象，但其增长速度依然高于其他成熟行业，说明它仍有很大的发展潜力。英特尔公司的创始人之一Gordon Moore在1964年预言集成电路的密度会每18个月翻一番，这个预言就是著名的摩尔定律。;　　近几十年来，在固体物理、微电子器件工艺和电子学三者的基础上发展起来一门新的学科——微电子学科。它发展迅速，主要归功于微电子器件工艺(也就是常说的半导体器件工艺)的迅速发展。大规模集成电路和超大规模集成电路的诞生和发展，是微