集成电路版图设计基础第章版图设计基础.ppt

集成电路版图设计基础basicsofIClayoutdesigninstructor:Wangxiaoleie-mail:schoolofphye1basicsoficlayoutdesign第一章版图设计基础半导体物理器件基础半导体PN结晶体管基本电路制造工艺及测试通用版图设计流程schoolofphye2basicsoficlayoutdesign半导体材料-固态材料分类:导体,半导体,绝缘体。半导体物理器件基础-半导体schoolofphye3basicsoficlayoutdesign半导体材料-固态材料分类:导体,半导体,绝缘体。绝缘体:介于10-18S/cm~10-8S/cm,如熔融石英、玻璃导体:介于104S/cm~106S/cm,如铝、银等金属半导体:介于二者之间,如Si、Ge等超导体:大于106S/cm-半导体材料的类型:元素(element)pound)半导体半导体物理器件基础-半导体schoolofphye4basicsoficlayoutdesign半导体材料-元素半导体:第IV族元素,硅(Si),锗(Ge)。硅、锗都是由单一原子所组成的元素半导体,周期表第IV族元素。20世纪50年代初期:锗60年代初期以后:硅硅的优势:硅器件在室温下有较佳的特性;高品质的硅氧化层可由热生长的方式产生,成本低;硅含量占地表的25%,仅次于氧,储量丰富。半导体物理器件基础-半导体schoolofphye5basicsoficlayoutdesign半导体材料-化合物半导体:二元化合物(pound)GaAs、InP、ZnS三元化合物(pound)AlxGax-1As四元化合物(pound)GaxIn1-xAsyP1-y化合物半导体的优势与不足:。这些半导体,特别是***化镓(GaAs),主要用于高速光电器件。,制作单晶体形式的化合物半导体通常需要较复杂的程序。。半导体物理器件基础-半导体schoolofphye6basicsoficlayoutdesign半导体材料-化合物半导体材料:半导体物理器件基础-半导体schoolofphye7basicsoficlayoutdesign半导体材料-能带孤立氢原子的波尔能级模型:Eh=-,分裂成N个分离但接近的能级,当N很大时,将形成一连续的能带。-导带、价带、禁带宽度3s/3p副外层交互作用及重叠,由2/6个允许的量子态,分裂成分别有4个量子态的低/高能带。导带底部为Ec,价带顶部为Ev,Ec-Ev为禁带宽度Eg。SiEg=,GaAsEg=。半导体物理器件基础-半导体schoolofphye8basicsoficlayoutdesign半导体材料-P型半导体和N型半导体的杂质能级:半导体物理器件基础-半导体schoolofphye9basicsoficlayoutdesign半导体材料-有效质量一个自由电子的动能为E=p2/2m0半导体晶体中,E=p2/2mnmn=(d2E/dp2)-1-直、间接禁带半导体以“E-p曲线中导带的最低处和价带的最高处是否发生在相同的p位置”来判别直、间接禁带半导体。半导体物理器件基础-半导体schoolofphye10basicsoficlayoutdesign