集成電路設(shè)計(jì)基礎(chǔ)ch(3)-wenkub
2023-01-22 01:54:29 本頁(yè)面
【正文】 1 鋁、金、鎢、銅等 導(dǎo) 體 電 導(dǎo) 率 材 料 分 類 了解集成電路材料 2022/2/4 3 ?半導(dǎo)體材料在集成電路的制造中起著根本性的作用 摻入雜質(zhì)可改變電導(dǎo)率 /熱敏效應(yīng) /光電效應(yīng) 表 半導(dǎo)體材料的重要物理特性 ?硅，砷化鎵和磷化銦是最基本的三種半導(dǎo)體材料 2022/2/4 4 硅 (Si) ? 基于硅的多種工藝技術(shù)： 雙極型晶體管（ BJT） 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管（ JFET） P型、 N型 MOS場(chǎng)效應(yīng)管 雙極 CMOS（ BiCMOS） ? 價(jià)格低廉，占領(lǐng)了 90％的 IC市場(chǎng) 2022/2/4 5 砷化鎵 (GaAs) ?能工作在 超高速超高頻 ，其原因在于這些材料具有更高的載流子遷移率，和近乎半絕緣的電阻率 ?GaAs的優(yōu)點(diǎn) : fT可達(dá) 150GHz/可制作發(fā)光器件/工作在更高的溫度 /更好的抗輻射性能 ?GaAs IC 的三種有源器件 : MESFET, HEMT 和 HBT 2022/2/4 6 磷化銦 (InP) ?能工作在超高速超高頻 ?三種有源器件 : MESFET, HEMT和 HBT ?廣泛應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)中 覆蓋了玻璃光纖的最小色散（ ）和最小衰減（ ）的兩個(gè)窗口 2022/2/4 7 絕緣材料 ?SiO2 、 SiON和 Si3N4是 IC 系統(tǒng)中常用的幾種絕緣材料 功能包括： ?充當(dāng)離子注入及熱擴(kuò)散的掩膜 ?器件表面的鈍化層 ?電隔離 2022/2/4 8 ?金屬材料有三個(gè)功能： 1. 形成器件本身的接觸線 2. 形成器件間的互連線 3. 形成焊盤 金屬材料 2022/2/4 9 ?半導(dǎo)體表面制作了金屬層后 ， 根據(jù)金屬的種類及半導(dǎo)體摻雜濃度的不同 ， 可形成 肖特基型接觸或歐姆接觸 ? 如果摻雜濃度較低 ， 金屬和半導(dǎo)體結(jié)合面形成 肖特基型接觸 ， 構(gòu)成 肖特基二極管 。2022/2/4 1 第二章 IC制造材料結(jié)構(gòu)與理論 了解集成電路材料 半導(dǎo)體基礎(chǔ)知識(shí) PN結(jié)與結(jié)型二極管 雙極型晶體管基本結(jié)構(gòu)與工作原理 MOS晶體管基本 結(jié)構(gòu)與工作原理 2022/2/4 2 表 集成電路制造所應(yīng)用到的材料分類 1022~1014 S ? 如果摻雜濃度足夠高 ， 以致于隧道效應(yīng)可以抵消勢(shì)壘的影響 ， 那么就形成了 歐姆接觸 (雙向低歐姆電阻值 )。 ? 純金屬薄層用于制作與工作區(qū)的連線 ， 器件間的互聯(lián)線 ， 柵及電容 、 電感 、 傳輸線的電極等 。 2022/2/4 12 鋁合金 ? 在純金屬不能滿足一些重要的電學(xué)參數(shù) 、 達(dá)不到可靠度的情況下 ， IC金屬化工藝中采用 合金 。 2022/2/4 13 銅 (Cu) ? 因?yàn)殂~的電阻率為 ???cm,比鋁 ???cm的電阻率低 , 今后 ,以銅代鋁將成為半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì) . ? IBM公司最早推出銅布線的 CMOS工藝 , 實(shí)現(xiàn)了 400MHz Power PC芯片 . ? ?m的 CMOS工藝中幾乎都引入了銅連線工藝 . 2022/2/4 14 金與金合金 ?由于 GaAs與 III/V器件及 IC被應(yīng)用于對(duì)速度與可靠性要求很高的行業(yè)，如電腦、通訊、軍事、航空等。1018cm3， 故不能用金屬與高摻雜的半導(dǎo)體（ 3所以第一第二層金屬必須和金鍺歐姆接觸相容，因此有許多金合金系統(tǒng)得到應(yīng)用。第一層金屬主要用于器件各個(gè)極的接觸點(diǎn)及器件間的部分連線，這層金屬通常較薄，較窄，間距較小。最上面一層通常用于供電及形成牢固的接地。門陣列電路中，單元電路
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