IC半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識(一)

一、物理基礎(chǔ)    所有物質(zhì)按照導(dǎo)電能力的差別可分為導(dǎo)體、半導(dǎo)體和絕緣體三類。半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間?；蛘哒f，半導(dǎo)體是介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)。常用的半導(dǎo)體材料有：元素半導(dǎo)體硅(Si)和鍺(Ge)、化合物半導(dǎo)體(GaAs)等。導(dǎo)體的電阻率在10-4Ω?cm以下，如銅的電阻率為1.67×10-6 Ω?cm，絕緣體的電阻率在1010 Ω?cm以上，半導(dǎo)體的電阻率在10-3Ω?cm～109Ω?cm之間，與導(dǎo)體的電阻率相比較，半導(dǎo)體的電阻率有以下特點(diǎn)。在通訊與信息技術(shù)中，當(dāng)把范圍局限到硅集成電路時，芯片和集成電路的交集就是在“硅晶片上的電路”上。

1.對溫度反映靈敏

導(dǎo)體的電阻率隨溫度的升高略有升高，如銅的電阻率僅增加0.4%左右，但半導(dǎo)體的電阻率則隨溫度的上升而急劇下降，如純鍺，溫度從20℃上升到30℃時，電阻率降低一半左右。

2.雜質(zhì)的影響顯著

金屬中含有少量雜質(zhì)其電阻率不會發(fā)生顯著變化，但是，極微量的雜質(zhì)摻在半導(dǎo)體中，會引起電阻率的極大變化。如在純硅中加入百萬分之一的硼，就可以使硅的電阻率從2.3×105 Ω?cm急劇減少到0.4 Ω?cm左右。

3.光照可以改變電阻率

例如，有些半導(dǎo)體(如)受到光照時，其導(dǎo)電能力會變得很強(qiáng)；當(dāng)無光照時，又變得像絕緣體那樣不導(dǎo)電，利用這種特性可以制成光敏元件。而金屬的電阻率則不受光照的影響。

溫度、雜質(zhì)、光照對半導(dǎo)體電阻率的上述控制作用是制作各種半導(dǎo)體器件的物理基礎(chǔ)。

數(shù)字IC應(yīng)用驗證方真技術(shù)研究

應(yīng)用驗證是指導(dǎo)IC元器件在系統(tǒng)中的可靠應(yīng)用的關(guān)鍵,重點(diǎn)要關(guān)注應(yīng)用系統(tǒng)對器件接口信號的影響,因此無論是采用純軟件還是軟硬件協(xié)同的方式進(jìn)行應(yīng)用驗證都需要先完成應(yīng)用系統(tǒng)的PCB工作。本文提出的應(yīng)用驗證技術(shù)方案以基IBIS模型在多個平臺進(jìn)行PCB SI(Signal Integrity)的方式提取出所需的數(shù)據(jù),實現(xiàn)對系統(tǒng)應(yīng)用環(huán)境的模擬;在此基礎(chǔ)上通過軟件和軟硬件協(xié)同兩種方法來實現(xiàn)數(shù)字IC器件的應(yīng)用驗證。為保證應(yīng)用驗證的順利進(jìn)行,對方案中涉及到的IBIS建模、PCB SI和S參數(shù)的提取及等技術(shù)進(jìn)行了研究。虛接口可以定義為類的一個成員，可以通過構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)或者過程進(jìn)行初始化。

提出的應(yīng)用驗證技術(shù)方案的指導(dǎo)下,以SRAM的應(yīng)用驗證為例進(jìn)行了相關(guān)的技術(shù)探索。首先對IBIS模型建模技術(shù)進(jìn)行了深入研究,并完成了SRAM以及80C32等相關(guān)IC器件的IBIS模型建模工作;接著基于IBIS模型進(jìn)行PCB SI,模擬了SRAM的板級應(yīng)用環(huán)境并提取了應(yīng)用驗證所需的數(shù)據(jù);后分別對適用于SRAM的軟件平臺和軟硬件協(xié)同平臺進(jìn)行了相關(guān)設(shè)計,并完成了SRAM的應(yīng)用驗證。通過對SRAM的應(yīng)用驗證,證明了本文所提出的應(yīng)用驗證技術(shù)方案的可行性。net）更重要的是，藉由這個方法可以增加Gate端和下層的接觸面積。

IC設(shè)計方案行業(yè)的盆友都了解，數(shù)字集成電路所追求的并并不是加工工藝連接點(diǎn)。只是加工工藝，設(shè)計方案，板圖，實體模型，封裝這些全部全產(chǎn)業(yè)鏈上邊每個一部分的融合。而數(shù)字電路設(shè)計所追求的大量的則是系統(tǒng)架構(gòu)圖，優(yōu)化算法的提升，針對加工工藝則是無止盡的追求圖形界限少，功能損耗少，傳送延遲時間少。不管是在空氣流通的熱帶區(qū)域中，還是在潮濕的區(qū)域中運(yùn)輸，潮濕都是顯著增加電子工業(yè)開支的原因。

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