Naotsugu Ohno 1

ネットワーク情報概論

ネットワーク情報化社会を支える半導体産業

-- 技術と歴史 --

平成１５ 年 ６月１７日

インテル株式会社

大野　直次

専修大学ネットワーク情報学部

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IT・ネットワーク情報産業・技術

半導体・ LSI産業・技術

Hardware／ System　－ Server　－ Personal Computer　－ Telephone, Cellar phone　－ Hub 、 Network

Hardware 構成部品　－筐体　－回路基板　－電源　－抵抗　－コンデンサ－　－トランジスター、半導体　－ LSI 　　　　　　　 e.t.c 　

IT ・ネットワーク情報産業と半導体・ LSI 産業・技術との関係

IT ・ネットワーク情報産業

半導体・ LSI 産業・技術

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　　　　　　　現代は情報化社会といわれている。 18 世紀後半に英国で始まった産業革命と対比して 20 世紀後半から情報（ IT ）革命が進行しているといわれている。

産業革命の駆動力蒸気機関の発明・改良　　　　　　　　　　　○　動力の機械化　　　　　　　　　　　○　大量生産・大量輸送

情報革命の駆動力半導体を利用した電気信号の増幅器（トランジスタ）の　　　　　　　　　　　　　　発明と LSI によるその機能の増大化　　　　　　　　　　　○　人間の頭脳や神経活動の一部の機械化　　　　　　　　　　　○　情報処理作業の短縮化、情報処理量の増大化

産業革命と情報革命

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半導体に関する技術と人と研究開発戦略の流れ

① 　電信機、無線機の発明と発達　　　 AT&T （アメリカ電話電信会社）② 　真空管の発達と、その増幅機能の利用により電話網の充実　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 AT&T （アメリカ電

話電信会社）③ 　半導体を使った増幅器（トランジスタ）の発明と発展　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　ショックレー半導体

研究所④ 　 IC の発明と発展　　　　　　　　　　　 フェアチャイルド半導体社⑤ 　 MPU （マイクロプロセッサ）と大容量メモリ（ DRAM ）の発明と発展　　　　　 インテル、日本の半導体メー

カー　 （そして最近は、韓国、台湾）

IC 以前　　　　　　　　　　　 1950 年代及び以前IC 時代　　　　　　　　　　　 1960 年代LSI 時代　　　　　　　　　　 1970 年代VLSI 時代　　　　　　　　　 1980 年代サブミクロン VLSI 時代　 1990 年代ギガビット時代　　　　　　 2000 年代

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半導体・ LSI に関する研究開発とビジネスの歴史① 　基本的発明② 　それの改善、改良、精緻化③ 　発明された半導体・ LSI を使用しての応用製品の開発とこれによる　　 半導体・ LSI 部品需要の形成

[ 出典／日経 BP企画： ICガイドブック（第８版／ 2000年版）　（日本電子機械工業会、平成 12年） ]

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集積度による分類　　 個別半導体：　トランジスタ、ダイオード等　　　　　　　　　　　　　　 集積回路（ IC)　　　　　　　　　　　　　　　 　小規模集積回路（ SSI) ：　　 100 素子 / チップ 以下　　　　　　　　　　　　　　　　 中規模集積回路（ MSI) ：　 100~1,000 素子 / チップ　　　　　　　　　　　　　　　　 大規模集積回路（ LSI) ： 　 1,000~100,000 素子 / チップ　　　　　　　　　　　　　　　　 超大規模集積回路（ VLSI) ： 100,000 素子 / チップ 以上基板構成による分類　　モノリシック IC 　　　　 シリコン基板　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 SOI 基板　　　　　　　　　　　　　　　ハイブリッド IC 　　　　 厚獏 IC　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 薄膜 IC　　　　　　　　　　　　　　　 SOI 基板によるデバイス構造による分類　　　　　バイポーラ型デバイス　　 　 npn 構造　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　 pnp 構造　　　　　　　　　　　　　　　 MOS 型デバイス　　　　　　　 nMOS 構造　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 pMOS 構造　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　 CMOS 構造　　　　　　　　　　　　　　　 BiCMOS 型デバイス：バイポーラと CMOS との混在機能による分類　　　　　デジタル用デバイス　　　　　　　　　　　　　　　　　 メモリ　　　　　　　 RAM ： DRAM 、 SRAM 、 FRAM　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　 ROM ： RPROM 、 EEPROM 、マスク ROM 、 Flash　　　　　　　　　　　　　　　　　 ロジック　　　　　　 MPU　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　汎用ロジック　　　　　　　　　　　　　　　　　 メモリ・ロジック混在　　システムＬＳＩ　　　　　　　　　　　　　　　アナログ用デバイス　　　　　　　　　　　　　　　デジタル・アナログ混在デバイス　　　

半導体デバイスの分類

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プリント基板上部品の半導体・ LSI 化

半導体・ LSI デバイスとは、

[ 出典／菊池　正典：やさしくわかる半導体　（日本実業出版社、　 2000） ]

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ベル研究所で開発された最初の点接触型トランジスタ　　　　　　　　　　　（ 1947 年；ブラッテン、バーディーン）

[ 出典／志村　幸雄：にっぽん半導体半世紀（ 20世紀最大の技術革新を支えた人と企業）　（ダイヤモンド社、 1999） ]

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ショックレー、接合型トランジスタの理論発表　　　 1949 年

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半導体・ LSI デバイスの製造フロー

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CMOS インバータ回路とチップ構造図

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CMOS LSI 製造工程フロー

1. 基板工程の製造フロー　　　　 ウェル形成

素子分離

ゲート電極形成

　　　　ソース・ドレイン形成

　　　　　　

層間絶縁膜１形成[ 出典／日経 BP企画： ICガイドブック（第８版／ 2000年版）　（日本電子機械工業会、平成 12年） ]

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2. 　配線工程の製造フロー　　コンタクトホール形成

　　　

　　　　第一層配線（ M１）形成

　　　　層間絶縁膜２形成

スルーホール形成

　第一層配線（ M2 ）形成

[ 出典／日経 BP企画： ICガイドブック（第８版／ 2000年版）　（日本電子機械工業会、平成 12年） ]

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半導体デバイスにおける巨大化と微細化の両面

[ 出典／前田　和夫：はじめての半導体プロセス　（工業調査会、　 2000） ]

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半導体生産高の地域別シェアの推移[ 出典／前田　和夫：はじめての半導体プロセス　（工業調査会、　 2000） ]