半导体的发展史最开始的半导体多大然后的半导体多大?你这里,半导体,说得太笼统了,是指晶体管吗,还是别的什么?1947年,美国贝尔实验室发明了...
半导体的发展史
最开始的半导体多大然后的半导体多大?1947年,美国贝尔实验室发明了半导体点接触式晶体管,从而开创了人类的硅文明时代。
1956年,我国提出“向科学进军”,根据国外发展电子器件的进程,提出了中国也要研究半导体科学,把半导体技术列为国家四大紧急措施之一。中国科学院应用物理所首先举办了半导体器件短期培训班。请回国的半导体专家黄昆、吴锡九、黄敞、林兰英、王守武、成众志等讲授半导体理论、晶体管制造技术和半导体线路。在五所大学――北京大学、复旦大学、吉林大学、厦门大学和南京大学联合在北京大学开办了半导体物理专业,共同培养第一批半导体人才。培养出了第一批著名的教授:北京大学的黄昆、复旦大学的谢希德、吉林大学的高鼎三。1957年毕业的第一批研究生中有中国科学院院士王阳元(北京大学微电子所所长)、工程院院士许居衍(华晶集团中央研究院院长)和电子工业部总工程师俞忠钰(北方华虹设计公司董事长)。
1957年,北京电子管厂通过还原氧化锗,拉出了锗单晶。中国科学院应用物理研究所和二机部十局第十一所开发锗晶体管。当年,中国相继研制出锗点接触二极管和三极管(即晶体管)。
1958年,美国德州仪器公司和仙童公司各自研制发明了半导体集成电路(IC)之后,发展极为迅猛,从SSI(小规模集成电路)起步,经过MSI(中规模集成电路),发展到LSI(大规模集成电路),然后发展到现在的VLSI(超大规模集成电路)及最近的ULSI(特大规模集成电路),甚至发展到将来的GSI(甚大规模集成电路),届时单片集成电路集成度将超过10亿个元件。
1959年,天津拉制出硅(Si)单晶。
1960年,中科院在北京建立半导体研究所,同年在河北建立工业性专业化研究所――第十三所(河北半导体研究所)。
1962年,天津拉制出砷化镓单晶(GaAs),为研究制备其他化合物半导体打下了基础。
1962年,我国研究制成硅外延工艺,并开始研究采用照相制版,光刻工艺。
1963年,河北省半导体研究所制成硅平面型晶体管。
1964年,河北省半导体研究所研制出硅外延平面型晶体管。
1965年12月,河北半导体研究所召开鉴定会,鉴定了第一批半导体管,并在国内首先鉴定了DTL型(二极管――晶体管逻辑)数字逻辑电路。1966年底,在工厂范围内上海元件五厂鉴定了TTL电路产品。这些小规模双极型数字集成电路主要以与非门为主,还有与非驱动器、与门、或非门、或门、以及与或非电路等。标志着中国已经制成了自己的小规模集成电路。
1968年,组建国营东光电工厂(878厂)、上海无线电十九厂,至1970年建成投产,形成中国IC产业中的“两霸”。
1968年,上海无线电十四厂首家制成PMOS(P型金属-氧化物半导体)电路(MOSIC)。拉开了我国发展MOS电路的序幕,并在七十年代初,永川半导体研究所(现电子第24所)、上无十四厂和北京878厂相继研制成功NMOS电路。之后,又研制成CMOS电路。
七十年代初,IC价高利厚,需求巨大,引起了全国建设IC生产企业的热潮,共有四十多家集成电路工厂建成,四机部所属厂有749厂(永红器材厂)、871(天光集成电路厂)、878(东光电工厂)、4433厂(风光电工厂)和4435厂(韶光电工厂)等。各省市所建厂主要有:上海元件五厂、上无七厂、上无十四厂、上无十九厂、苏州半导体厂、常州半导体厂、北京半导体器件二厂、三厂、五厂、六厂、天津半导体(一)厂、航天部西安691厂等等。
1972年,中国第一块PMOS型LSI电路在四川永川半导体研究所研制成功。
王守武的人物评价
在中国半导体学界享有崇高威望的半导体物理学家、微电子学家的王守武,把发展中国半导体科学事业视为已任,兢兢业业为之奋斗了一生。
他远见卓识,富于开拓精神,勇于以 发展国民经济、增强综合国力为出发点,开拓新领域,夺取新成果;他对工作十分认真,一丝不苟,重视实践,讲究实效,严格按科学规律办事;他为人忠厚、诚实,待人温情、谦和;他作风民主,平易近人,无论是在学术讨论中,或做其他工作时,总是谦虚谨慎,平等待人,谈泊名利。他的为人和他的科学成果一样,赢得了人们的爱戴和敬重。
王守武先生虚怀若谷,克己奉公,严于律己,宽厚待人,对党、对国家、对人民无限忠诚。他用无私奉献谱写了精彩人生,为我们树立了光辉榜样。他的一生是为科学事业不懈奋斗的一生,他的逝世是科学界的一大损失。
王守武的介绍
王守武(1919.3.15-2021.7.30),江苏苏州人,半导体器件物理学家、微电子学家,中国半导体科学技术的开拓者与奠基人之一。王守武1941年毕业于上海同济大学,1945年赴美留学,1949年获没过普渡大学博士研究生学位,1950年回国。回国后,王守武先后任中国科学院应用物理所半导体研究室室主任;中国科学院半导体研究所副所长;中国科学院109厂厂长;中国科学院微电子中心名誉主任等职。1979年获全国劳动模范称号,1980年当选为中国科学院院士。王守武主持研制成功中国第一只砷化镓半导体激光器;主持研制成功4千位、16千位的DRAM大规模集成电路,在研究与开发中国半导体材料、半导体器件及大规模集成电路方面做出了重要贡献。在中国科技大学兼职授课20余年,培养了一批物理学家和半导体技术专家。1979年和1981年获中国科学院科研成果一等奖;1985年两次、1990年获中科院科技进步奖二等奖;1987年获国家科技进步奖二等奖。
王守武的主要成就
研制成功中国第一只锗合金扩散晶体管 1957年在王守武和吴锡九的组织领导下,在中国科学院应用物理研究所半导体研究室开始了半导体锗材料与锗晶体管的研究工作。他亲自领导设计制造了中国第一台单晶炉,拉制成功了中国第一根锗单晶。研制成功了中国第一批锗合金结晶体管,并掌握了锗单晶中的掺杂技术。1958年在中国科学院109厂组织开展了锗高频晶体管的批量生产。到1959年底,为研制109乙型计算机的计算技术研究所,提供了12个品种、14万5千多只锗高频合金扩散晶体管,完成了该机所需的半导体器件的生产任务,及时为两弹一星任务提供了技术保证。 成立全国半导体测试中心 1962年锗、硅半导体材料和器件的生产在全国蓬勃发展起来,但是材料与器件质量的检测手段远不能适应客观需要。王守武依据国家科委的决定,在半导体所筹建全国半导体测试中心,并兼任该中心主任。他领导并参与了对半导体材料的电阻率、少数载流子寿命以及锗晶体管频率特性的标准测试方法的研究,建立了相应的标准测试系统。他创造性地提出了一种用触针分布电阻的光电导衰退来测量半导体中少数载流子寿命的新方法。测试中心建成后,经过全国评比,确立了它在国内的权威地位,并随之承担起了全国半导体材料与器件的参数测试中的仲裁任务。 研制成功中国第一只半导体激光器 王守武于1963年在半导体所组建了激光器研究室,并兼任该研究室主任。王守武创新了一种砷化镓光学定向的新方法,大大加快了研制工作的进程,提高了各项工艺的成品率。在王守武的组织领导下,研究室于1964年元旦前夕,研制成功了我国第一只半导体激光器,仅比美国晚了2年。王守武还亲自指导并参与了激光通讯机和激光测距仪的研制工作。我国第一台激光通讯机可以在无连线的情况下,保密通话达3公里以上。王守武提出并设计了从噪声中提取信号的电路,使得激光测距仪的测距能力提高一倍以上。这些研究成果填补了国内空白,有力地支援了现代化建设和国民经济建设。 研制4K与16K位的DRAM大规模集成电路 1978年根据国家的重大需求,王守武承担了4千位的MOS随机存储器这一大规模集成电路的研制任务。他从稳定工艺入手,跟着片子的流程,对工艺线的每道工序进行认真细致的检查;对所用的仪器设备,一件件、一台台地认真检修、改造和革新;对所用超纯水、试剂、超纯气体、光刻胶、超微粒干版、版基玻璃等基础材料,都一一进行认真测试,使之达到所需的质量标准。1979年9月28日,经过投片,这种集成电路的批量成品率达20%以上,最高的达40%,为当时国内大规模集成电路研制中前所未有的最高水平。此后一年内,又研制出16千位的MOS随机存储器大规模集成电路。 改建109厂,建成大规模集成电路生产线 1980年王守武兼任了中国科学院109厂厂长,承担了将4千位大规模集成电路的扩大生产工作。王守武高标准地修改了厂房扩建工程的设计方案,还用很大精力抓原有生产线的技术改造。他组织有关人员重新改造了通风、排气系统,完善了其他一些工艺设施。用很少的资金,不太长的时间,就将老厂房改造成洁净度达1000至10000级并有一定湿控、温控的高净化标准厂房。工厂改造以后,以一个电视机用的集成电路品种进行流片试生产,一次就取得了芯片成品率达50%以上的可喜成果。这是我国第一条靠自己力量建立的年产上百万块中、大规模集成电路的生产线。 基础研究方面 除了完成国家任务以外,王守武还指导和亲自动手做了许多半导体器件和器件物理方面的基础研究工作,其代表性的有:
在半导体性能测试方面,提出如:用触针下分布电阻的光电导衰减来测量半导体中少数载流子寿命的方法,用双脉冲法测量锗、硅材料寿命方法,超高频频段内晶体管频率特性的测量方法等。
半导体异质结激光器性质的研究,如:AlGaAs/GaAs双异质结激光器低温负阻的研究,双异质结激光器的张弛振荡、本征自脉动和正弦调制行为等。
平面Gunn器件的研究,如:Gunn二极管中的雪崩弛豫振荡的研究,对Gunn器件中掺杂梯度引起的静止畴的计算机模拟,平面Gunn器件中静止畴的形成和转变的实验和计算机模拟等。
PNPN结构器件的研究,如:低阈值GaAs/AlGaAs PNPN负阻激光器,GaAs/AlGaAs PNPN激光器的自振荡频率特性,GaAs/GaAlAs PNPN负阻激光器的光开关、光双稳特性,半导体双稳激光器的稳定性分析,GaAs/GaAlAs半导体淬灭型双稳现象的实验研究等。
器件物理和器件设计的计算机模拟,如:用计算机模拟技术研究薄膜SOI结构中各部分的电势分布和载流子分布,双层多晶硅电极间隙势垒的两维数值模拟等。 1958年由中国科学院院长郭沫若任校长的中国科技大学成立,王守武被聘任该校物理系(二系)副主任和半导体专业的主任,并为高年级学生讲授半导体物理(Ⅱ)课程,直到1980年止。这期间学校半导体专业的教学内容和科研方向都由王守武安排和制订,包括安排学生去半导体研究所实习和做毕业论文。他的辛劳已结出丰硕的果实,他的学生不少现已成为半导体科技领域中的栋梁人才。
老年的王守武在颐养天年之余仍不忘祖国后代的培养。自2006年11月起,夫妻捐资40000元在湖北省鄂州市的泽林高中设立“英才奖学金”,专门奖励成绩优异、家境贫困的学子。
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