集成電路介紹

集成電路是一種微型電子器件或部件。采用一定的工藝，把一個電路中所需的晶體管、電阻、電容和電感等元件及布線互連一起，制作在一小塊或幾小塊半導體晶片或介質基片上，然后封裝在一個管殼內，成為具有所需電路功能的微型結構；其中所有元件在結構上已組成一個整體，使電子元件向著微小型化、低功耗、智能化和高可靠性方面邁進了一大步。它在電路中用字母“IC”表示。集成電路發(fā)明者為杰克·基爾比（基于鍺的集成電路）和羅伯特·諾伊思（基于硅的集成電路）。當今半導體工業(yè)大多數(shù)應用的是基于硅的集成電路。

集成電路的種類

集成電路的種類很多，其分類方式也很多，這里介紹幾種主要分類方式：

1、按集成電路所體現(xiàn)的功能來分，可分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路、接口電路和特殊電路四類。

2、按有源器件類型不同，集成電路又可分為雙極型、單極型及雙極一單極混合型三種。雙極型集成電路內部主要采用二極管和三極管。單極型集成電路內部主要采用MOS場效應管。雙極一單極混合型集成電路內部采用MOS和雙極兼容工藝制成，因而兼有兩者的優(yōu)點。

3、按集成電路的集成度來分，可分為小規(guī)模集成電路（SSI），中規(guī)模集成電路（MSI），大規(guī)模集成電路（LSI）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）。

集成電路發(fā)展

電路工藝是集成電路技術中最為基礎的部分，主要涉及到擴散技術、氧化技術、光刻腐蝕技術以及薄膜再生技術等方面。上世紀六十年代末，微電子研究人員充分研究了氧化二硅系統(tǒng)的電性質，完成了界面物理研究的理論儲備，緊接著科學家通過控制鈉離子玷污的手法，配合使用高純度的材料，成功實現(xiàn)了MOS集成電路的生產(chǎn)，由于MOS電路在工藝上易于控制、功耗很低、集成度高、可裁剪性強等優(yōu)點，當前半導體工業(yè)中，絕大多數(shù)的集成電路有使用MOS或者CMOS結構。

制版技術方面的關鍵技術的光刻技術，光刻技術最初被使用在照相術上面，上世紀五十年代末被應用到半導體技術中，仙童公司巧妙地使用光刻技術實現(xiàn)了集成電路的圖形結構。使用光刻技術制造的器件相互連接時可以不使用手工焊接技術，而是采用真空金屬蒸發(fā)技術，使用光刻技術實現(xiàn)電路的繪制。近年來，隨著光刻技術的發(fā)展，光刻技術的加工精度已經(jīng)達到超深亞微米數(shù)量級。

電路設計方面。1971年，Intel公司第一臺微處理 器的發(fā)明是集成電路技術對人類做出的最大貢獻之一， 微處理器的發(fā)明開辟了計算機時代的新紀元。微處理器的發(fā)明帶動了以CMOS為基礎的超大規(guī)模集成電路系統(tǒng)的發(fā)展，也帶動了智能化電子產(chǎn)品的一速發(fā)展，是信息技術的基礎原件和實物載體。近年來，隨著集成電路技術的發(fā)展，科學家將量子隧穿效應技術應用到集成電路領域，推動了信息化社會的進程。

工藝材料方面。隨著材料科學的不斷發(fā)展，很多新材料技術和新物力技術不斷地被應用到集成電路領域當中，鐵電存儲器和磁阻隨機存儲器就是其中的代表。當前集成電路技術的發(fā)展突顯出一些新的特征，主要表現(xiàn)在從一維向多維發(fā)展，向材料技術、微電子技術、器件技術以及物理技術提出了更高 的要求，集成電路的發(fā)展也正因為如此遭遇瓶頸，物理規(guī)律的限制、材料科學的限制、技術手法的限制。不過與此同時，寬禁帶的SiC、GaN以及AIN等材料擊穿電壓值高、禁帶值高、抗輻射性能好，應經(jīng)被廣泛應用，所制造器件在高頻工作狀態(tài)、高溫狀態(tài)以及大功率狀態(tài)下性能優(yōu)異，是集成電路的發(fā)展方向。