硅集成电路制造工艺绪论.pptxVIP

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硅集成电路制造工艺绪论;;;;;绪论;?早在1830年,科学家已于实验室展开对半导体的研究。 ? 1874年,电报机、 和无线电相继发明等早期电子仪器亦造就了一项新兴的工业──电子业的诞生。?;基本器件的两个发展阶段;什么是集成电路制造工艺;微电子工业生产过程图;npn-Si双极型晶体管芯片工艺流程 ----硅外延平面工艺举例;2 集成电路制造工艺发展历程;合金结晶体管;W. Shockley;不足之处: 可靠性低、噪声大、放大率低等缺点;1958年在美国的德州仪器公司和仙童公司各自研制出了集成电路,采用的工艺方法是硅平面工艺。;平面工艺发明人:Jean Hoerni -- Fairchild;扩散 光刻;平面工艺基本光刻步骤;应用平面工艺可以实现多个器件的集成;Jack Kilby’s First Integrated Circuit;(Fairchild Semi.);仙童(Fairchild)半导体公司;J. Kilby-TI 2000诺贝尔物理奖;60年代的出现了外延技术,如:n-Si/n+-Si,n-Si/p-Si。一般双极电路或晶体管制作在外延层上。 70年代的离子注入技术,实现了浅结掺杂。IC的集成度提高得以实现。 新工艺,新技术,不断出现。(等离子技术的应用,电子束光刻,分子束外延,等等);张忠谋:台湾半导体教父 ;戈登-摩尔提出摩尔定律;简短回顾:一项基于科学的伟大发明; SSI?(小型集成电路),晶体管数?10~100,门数10? ??MSI?(中型集成电路),晶体管数?100~1,000,10门数100 ??LSI?(大规模集成电路),晶体管数?1,000~100,000,门数100 ??VLSI?(超大规模集成电路),晶体管数?100,000~?1,000,000 ULSI (特大规模集成电路) ,晶体管数1,000,000 GSI(极大规模集成电路) ,晶体管数109 ,Grand Scale Integration SoC--system-on-a-chip/SIP--system in packaging;摩尔定律(Moore’s Law);Explosive Growth of Computing Power;2003 Itanium 2? ;由欧洲电子器件制造协会(EECA)、欧洲半导体工业协会(ESIA)、日本电子和信息技术工业协会(JEITA)、韩国半导体工业协会(KSIA)、台湾半导体工业协会(TSIA)和半导体工业协会(SIA)合作完成。;器件几何尺寸:Lg,Wg,tox,xj →×1/k 衬底掺杂浓度N →×k 电压Vdd →×1/k ? 器件速度 →×k 芯片密度 →×k2;NEC;电子产品发展趋势:更小,更快,更冷 现有的工艺将更成熟、完善;新技术不断出现。当前,光刻工艺线宽已达0.045微米。由于量子尺寸效应,集成电路线宽的物理极限约为0.035微米,即35纳米。 另外,硅片平整度也是影响工艺特征尺寸进一步小型化的重要因素。 微电子业的发展面临转折。上世纪九十年代纳电子技术出现,并越来越受到关注。 ;近10年来 ,“轻晶圆厂”(fab-light)或“无晶圆厂”(fabless)模式的兴起,而没有芯片设计公司反过来成为IDM(Integrated Device Manufacturer) 。 5年前英特尔做45纳米时,台积电还停留在90纳米,中间隔了一个65纳米。但到45纳米,台积电开始“抢先半步”。即遵循“摩尔定律”的英特尔的路线是45、32、22纳米,台积电的路线则是40、28、20纳米。 ;3 集成电路工艺特点及用途;超净环境 ;;21世纪硅微电子技术的三个主要发展方向 特征尺寸继续等比例缩小 集成电路(IC)将发展成为系统芯片(SOC)---- SoC是一个通过IP设计复用达到高生产率的软/硬件协同设计过程 微电子技术与其它领域相结合将产生新的产业和新的学科,例如MEMS、DNA芯片等----其核心是将电子信息系统中的信息获取、信息执行与信息处理等主要功能集成在一个芯片上,而完成信息处理处理功能。;工艺课程学习主要应用;4 本课程内容;讲课内容:;教材与参考书;考试与课程评定 ;本节课主要内容;9、静夜四无邻,荒居旧业贫。9月-239月-23Thursday, September 14,

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