01集成電路制造工藝概述-文庫吧
2024-12-24 00:06 本頁面
【正文】 業(yè)五 ? 5以反相器為例描述 CMOS工藝流程。 集成電路 什么是集成電路？ ? 英文全稱 Integrated Circuit，縮寫 IC ? 通過一系列特定的加工工藝，將晶體管、二極管等有源器件和電阻、電容等無源器件，按照一定的電路互連， “ 集成 ” 在一塊半導(dǎo)體 單晶片 （如硅或砷化鎵）上，封裝在一個外殼內(nèi)，執(zhí)行特定電路或系統(tǒng)功能。 ? 制造電子器件的基本半導(dǎo)體材料是圓形單晶薄片，稱為 硅片 或 硅襯底 。在硅片制造廠，由硅片生產(chǎn)的半導(dǎo)體產(chǎn)品，又被稱為 微芯片 或 芯片 。 2023/1/22 17 2023/1/22 18 ?集成電路的內(nèi)部電路 Vdd A B Out A B OUT 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 2023/1/22 19 2023/1/22 20 50?m 100? m 頭發(fā)絲粗細 30?m 1?m ? 1?m (晶體管的大小 ) 30~50?m (皮膚細胞的大小 ) 90年代生產(chǎn)的集成電路中晶體管大小與人類頭發(fā)絲粗細、皮膚細胞大小的比較 一個工業(yè)的誕生 ?1906年，真空三極管， Lee Deforest ?（電信號處理工業(yè)） ?1947年， ENIAC ?1947年 12月 23日，晶體管， John Bardeen，Walter Brattin， William Shockley（ 1956年諾貝爾物理獎），固態(tài)，分立器件 ?（半導(dǎo)體工業(yè)） 世界第一個晶體管 集成電路 ? 集成電路是由 Kilby和 Noyce兩人于 1959年分別發(fā)明，并共享集成電路的專利。？ 1969 ? 2023年， Kilby被授予諾貝爾物理學獎（ Noyce去世 10年 ） ?杰克 基爾比（ Jack Kilby） ?德州儀器公司 —— Texas Instruments ?鍺 ,1959,2 “第一塊集成電路的發(fā)明家” ?羅伯特 諾伊思（ Robert Noyce） ?仙童半導(dǎo)體公司 —— Fairchild Semiconductor ?硅 ,1959,7,30,“提出了適合于工業(yè)生產(chǎn)的集成電路理論” 2023/1/22 23 集成電路是怎么誕生的？ ? 早期的許多先驅(qū)者開始在北加利福尼亞州，現(xiàn)在以硅谷著稱的地區(qū)。 1957年，在加利福尼亞州的帕羅阿托市（ Palo Alto）的仙童半導(dǎo)體公司（ Fairchild Semiconductor）制造出第一個商用平面晶體管。 ?它有一層鋁互連材料，這種材料被淀積在硅片的最頂層以連接晶體管的不同部分。從硅上熱氧化生長的一層自然氧化層被用于隔離鋁導(dǎo)線。這些層的使用在半導(dǎo)體領(lǐng)域是一個重要發(fā)展，也是稱其為 平面技術(shù) 的原因。 2023/1/22 24 半導(dǎo)體的集成 時代 2023/1/22 25 電路集成 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)周期 每個芯片元件數(shù) 分立元件 1960年前 1 SSI 20世紀 60年代前期 2~50 MSI 20世紀 60年代到 70年代前期 20~5000 LSI 20世紀 70年代前期到 70年代后期 5000~100 000 VLSI 20世紀 70年代后期到 80年代后期 100 000~1 000 000 ULSI 20世紀 90年代后期至今 大于 1 000 000 半導(dǎo)體主要趨勢 ?提高芯片性能： ?速度（按比例縮小器件和使用新材料） ?關(guān)鍵尺寸（ CD） ?芯片上的物理尺寸特征被稱為 特征尺寸 。硅片上的 最小特征尺寸 被稱為關(guān)鍵尺寸或 CD。技術(shù)節(jié)點 ?每塊芯片上的元件數(shù) ?摩爾定律 ?功耗 ?提高芯片可靠性 ?浴盆曲線 ?降低芯片成本 2023/1/22 26 集成電路的 5個制造階段 集成電路的 5個制造階段 第 1階段：硅片制備 第 2階段：硅片制造 ?裸露的硅片到達硅片制造廠，然后經(jīng)過各種清洗、成膜、光刻、刻蝕和摻雜步驟，加工完的硅片具有永久刻蝕在硅片上的一整套集成電路。 ? IDM ? fabless ? foundry
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