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微电子技术（一） 电子技术史上的五大突破 所谓微电子技术，实际上就是指在几平方毫米的半导体单晶芯片上，用微米和亚微米的精细加工技术制成由万个以上晶体管构成的微缩单元电子电路，并用这种电路组成各种微电子设备的总称。 自从1883年发现“爱迪生效应”以来，这一标志着由电子元件开创的电子技术问世至今已经一百多年了。在这短短的一百多年里，这一技术领域里却发生了翻天覆地的重大变化，使人类生活发生了根本性的革新。 传统的电子技术首先是从利用电子器件开始发展起来的，1906年，美国物理学家德福列斯特制成世界第一个电子三极管，实现了电子技术的第一次重大突破。到1947年，美国贝尔实验室的巴丁和布拉坦两人共同研制成世上第一个晶体三极管的样品，到1949年，肖克莱提出了P-N结理论，随后研制出第一个面结型三极管。到1950年就将晶体管投入工业化生产阶段，并很快广泛地应用到电子技术领域中。因此，人们称晶体管的诞生为电子技术的第二次重大突破。到1958年夏天，美国得克萨斯仪器公司的开尔贝制成了第一个半导体集成电路，1961年美国开始批量生产半导体集成电路，科技界专家把集成电路的出现称为电子技术的第三次重大突破。集成电路一经面世，就出现了神速惊人的发展。1962年制成了只有12个元件的集成块，直到1965年时，也只能制成集成度为100个以下的晶体管集成块，通常称为“小规模集成电路”(SSI)；到1965年底发展到集成度为100-1000个单元的“中规模集成电路”(MSI)；1967年到1973年研制出集成度达到1000-10万个单元的大规模集成电路”(LSI)；1978年在一块30平方毫米的芯片上已经发展到集成度达10万-100万个单元的“超大规模集成电路”(VLSI)。从此，电子技术真正进入了微电子时代。短短的15年内，集成度竟提高了十万倍以上！被称为电子技术史上的第四次重大突破。今天，集成度已突破千万个单元以上，称为“极大规模集成电路”(ULSI)。 到此，微电子技术的发展并没有停滞，仍在继续飞速发展。到1988年一种崭新的电子器件——“隧道三极管”又面世了。美国电话电报公司首先披露，它的贝尔实验室研制出由两个“隧道结”构成的“隧道三极管”，并制成简单的电路；随后，得克萨斯仪器公司于1988年8月制成的隧道三极管逻辑电路运行成功。这样，使量子隧道三极管集成电路的研制发展又向前迈进了一大步，成为电子技术的第五次重大突破。 “隧道三极管”的基本原理就是，如果两个导体之间有一层很薄的绝缘体，其厚度在0.001-0.01微米之间，则借助于电子隧道效应，电子有一定的几率就可穿过绝缘层。正由于这种量子隧道效应，可使它的尺寸比目前的半导体集成电路小100倍，而运算速度却快1000倍。这种体积小，速度快，耗能低的崭新器件，对突破半导体集成电路物理极限具有重大意义。 电子技术史上的五次重大突破，特别是进入微电子技术的第四、五次重大突破，大大推动了科学技术的发展。大规模和超大规模集成电路已成了微电子技术的同义语，广泛应用于集成电路（IC）电子产品之中，成为微处理器的基本元件，而微处理器则是任何电子产品计箅机化所不可或缺的基础。     |
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