中国科学技木太学物理系微电子专业 半导体材料研究方面取得的进展,为晶体管的发明奠定了必 要的技术基础。 半导体材料的发现和材料提纯技术的改进、p型和n型半导体 材料的获得,很快发现p-n结是很好的整流器,并具有光生 伏特效应 从与真空管的类比中,人们很自然地想到能否在p-n结上加 个控制栅极,从而做成一个固体放大器。 在应用需求的推动下,1947年12月16日在贝尔实验室诞生了 世界上第一个具有放大和功率增益性能的点接触晶体管。 1948年1月23日肖克莱完成了晶体管三个基本概念的建立。 1956年 Bardeen、 Brattain和 Shockley获物理学诺贝尔奖。 自此,以半导体物理为理论基础的微电子学诞生了,一个新 的工业革命时代一信息社会开始了。 Semiconductor devices 2021/24 12
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中国科学技术大学物理系微电子专业 量子力学诞生于19世纪末,现代物理学的 系列发现揭示了微观物理世界的基本规 律,以此为基础诞生了现代物理学的理论 基础一>量子力学(以海森堡和薛定锷建 立的量子力学体系为基础,其中薛定锷提 出的薛定锷方程已经成为量子力学最基本 和广泛使用的方程) ■量子力学理论的建立,实际上是近代在物 理学研究方面取得的一系列理论和实验成 果共同推动的结果。 Semiconductor devices 2021/24
中国科学技术大学物理系微电子专业 2021/2/4 13 Semiconductor Devices ◼ 量子力学诞生于19世纪末，现代物理学的 一系列发现揭示了微观物理世界的基本规 律，以此为基础诞生了现代物理学的理论 基础－>量子力学（以海森堡和薛定锷建 立的量子力学体系为基础，其中薛定锷提 出的薛定锷方程已经成为量子力学最基本 和广泛使用的方程） ◼ 量子力学理论的建立，实际上是近代在物 理学研究方面取得的一系列理论和实验成 果共同推动的结果
中国科学技术大学物理系微电子专业 Born提出的概率波( Probability Wave)概念和波函数(wave function),为量子力学的应用奠定了 基础; ·基于量子力学的能带论建立,构成了固 体物理学的基础。 ·现代固体物理学的成熟、完善和应用 为晶体管的发明奠定了理论基础。 晶体管的发明是固体物理理论研究、半 导体材料、技术科学研究取得重大突破 后的必然结果。 Semiconductor devices 2021/24
中国科学技术大学物理系微电子专业 2021/2/4 14 Semiconductor Devices • Born提出的概率波（Probability wave）概念和波函数(wave function) ，为量子力学的应用奠定了 基础； • 基于量子力学的能带论建立，构成了固 体物理学的基础。 • 现代固体物理学的成熟、完善和应用， 为晶体管的发明奠定了理论基础。 ◼ 晶体管的发明是固体物理理论研究、半 导体材料、技术科学研究取得重大突破 后的必然结果
中国科学技术大学物理系微电子专业 1954: Chapin, Fuller, and Pearson developed a solar cell Semiconductor devices 2021/24
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中国科学技术大学物理系微电子专业 在应用需求驱动下,借助于当时物理、材料和技术成果, 美国T公司的J.S.Ki1by在深入的物理分析基础上,于1958年9 月12日完成了另一里程碑性质的发明-集成电路的发明。 微电子技术由此进入一个迅猛发展的时期。此后40多年, 在应用需求的推动下,微电子集成电路技术一直按照 Moore定 律预测的指数增长规律发展。 微电子技术的发展也同时推动了微电子学理论基础-半导 体物理和器件物理学的快速成长。 微电子技术发展对半导体器件物理研究提出了更多需求; 半导体器件物理理论的发展也推动了微电子技术的发展。 1958: John Kilby, invented the Integrated Circuit 获2000年诺贝尔物理学奖 a Semiconductor Devices 2021/24
中国科学技术大学物理系微电子专业 2021/2/4 16 Semiconductor Devices 获2000年诺贝尔物理学奖