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【正文】 2022 2022 2022 2022 特征尺寸 /μ m DRAM容量 /bit 64M 256M 1G 4G 16G 64G 微處理器尺寸 /mm2 250 300 360 430 520 620 DRAM尺寸 /mm2 190 280 420 640 960 1400 邏輯電路晶體管密度 （晶體管數(shù)） /個(gè) 4M 7M 13M 25M 50M 90M 高速緩沖器（ bit/cm2） 2M 6M 20M 50M 100M 300M 最大硅晶圓片直徑 /mm 200 200 300 300 400 400 37 ? 集成電路的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，是向 較大 的硅圓晶片及 較小 的特征尺寸方向發(fā)展。平均而言，每一個(gè) 8in硅晶圓片上要制作 200300個(gè)芯片面積在 2cm2左右的集成電路。 34 0． 2 集成電路的發(fā)展歷史 ? 隨著硅平面工藝技術(shù)的不斷完善和發(fā)展，到1958年，誕生了第一塊集成電路，也就是小規(guī)模集成電路（ SSI）；到了 20世紀(jì) 60年代中期，出現(xiàn)了中規(guī)模集成電路 (MSI)； 20世紀(jì) 70年代前期又出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路（ LSI）； 20世紀(jì) 70年代后期又出現(xiàn)了超大規(guī)模集成電路（ VLSI）；到了 20世紀(jì) 90年代就出現(xiàn)了特大規(guī)模集成電路（ ULSI）。 33 ? 單片集成電路除向更高集成度發(fā)展外，也正在向著大功率、線性、高頻電路和模擬電路方面發(fā)展。需要量少的或是非標(biāo)準(zhǔn)電路，一般選用混合工藝方式，也就是采用標(biāo)準(zhǔn)化的單片集成電路，加上有源和無(wú)源元件的混合集成電路。 厚膜集成電路工藝 30 ? 此外，等離子噴涂、火焰噴涂、印貼工藝等都是新的厚膜工藝技術(shù)。制件經(jīng)干燥后， 29 ? 在 750～ 950℃ 間的溫度焙燒成形，揮發(fā)掉膠合劑，燒結(jié)導(dǎo)體材料，隨后用印刷和燒成工藝制出電阻、電容、跨接、絕緣體和色封層。 薄膜集成電路工藝 28 厚膜集成電路工藝 ? 用絲網(wǎng)印刷工藝將電阻、介質(zhì)和導(dǎo)體涂料淀積在氧化鋁、氧化鈹陶瓷或碳化硅襯底上。用這種工藝制成的集成電路稱薄膜集成電路。然后在硅片表面蒸發(fā)鋁層并用 光刻技術(shù) 刻蝕成互連圖形，使元件按需要互連成完整電路，制成半導(dǎo)體單片集成電路。 21 ? 把電路所需要的晶體管、二極管、電阻器和電容器等元件用一定工藝方式制作在一小塊硅片、玻璃或陶瓷襯底上，再用適當(dāng)?shù)墓に囘M(jìn)行互連，然后封裝在一個(gè)管殼內(nèi)，使整個(gè)電路的體積大大縮小，引出線和焊接點(diǎn)的數(shù)目也大為減少。 20 ? 因?yàn)樵诠杵嫌脽嵘L(zhǎng)氧化法能生長(zhǎng)出具有優(yōu)良電絕緣性能 ， 又能掩蔽雜質(zhì)擴(kuò)散的二氧化硅層 。 ? 3. 擴(kuò)散法 ： 上述兩種制備 PN結(jié)的方法，雖然工藝十分簡(jiǎn)單，但是基區(qū)很難制的很薄 ,直接影響了晶體管的特性。剛開始方法較為原始，它是在拉制鍺、硅單晶體的過程中實(shí)現(xiàn)的。 相關(guān)設(shè)備 編帶機(jī) 17 Chap0 緒 論 ? 微電子科學(xué)是在固體物理、微電子器件工藝和電子學(xué)三者的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新的學(xué)科。 相關(guān)設(shè)備 引線鍵合機(jī) 15 封裝：密封組件用作機(jī)械和外界保護(hù)。 相關(guān)設(shè)備 離子注入機(jī) 13 3. 后道工藝 探針測(cè)試：對(duì)晶圓上的每個(gè)電路進(jìn)行電性能測(cè)試及特性測(cè)試。 相關(guān)設(shè)備 CVD設(shè)備 10 濺射：正離子受強(qiáng)電場(chǎng)加速，形成高能量的離子流轟擊靶材，當(dāng)離子的動(dòng)能超過靶原子的結(jié)合能時(shí)，靶表面的原子就脫離表面，濺射到對(duì)面的陽(yáng)極上，淀積成薄膜。在晶片制備過程中需要多次清洗，以去除殘留在晶片表面或邊緣的廢屑等。 ? 三 、 熱處理及離子注入 ? 氧化 ， 擴(kuò)散 ， 離子注入工藝 ? 四 、 薄膜工藝 ? 物理氣相淀積 ， 化學(xué)氣相淀積 ， 外延工藝 ? 五 、 圖形轉(zhuǎn)移工藝 ? 光刻與刻蝕 ? 六 、 工藝集成 ? 金屬化與多層互連 ， 工藝集成 ? 七 、 后工藝 ， 測(cè)試 ? 減薄 ， 蒸金 ， 劃片 ， 燒結(jié) ， 鍵合 ， 封裝 ， 測(cè)試 3 集成電路工藝分幾大塊技術(shù)： 圖形轉(zhuǎn)移： 將設(shè)計(jì)在掩膜版 (類似于照相底片 )上的圖形轉(zhuǎn)移到半導(dǎo)體單晶片上 光刻：接觸光刻 、 接近光刻 、 投影光刻 、 電子束光刻等 刻蝕：干法刻蝕 、 濕法刻蝕 摻雜： 根據(jù)設(shè)計(jì)的需要 ， 將適量的各種雜質(zhì)摻雜在需要的位置上 ， 形成晶體管 、 接觸等 離子注入： 退火 擴(kuò)散： 制膜： 制作各種材料的薄膜 氧化：干氧氧化 、 濕氧氧化等 CVD： APCVD、 LPCVD、 PECVD PVD：蒸發(fā) 、 濺射 4 集成電路制備主要工藝及設(shè)備 5 單晶拉伸：在適當(dāng)?shù)臏囟认?，將特制的籽晶與熔化于坩堝內(nèi)的高純多晶材料相接觸，在籽晶與坩堝相對(duì)旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，按一定速度向上提拉籽晶，使熔體不斷沿籽晶晶向結(jié)晶，直接拉制成單晶。 ? 二 、 硅的晶體結(jié)構(gòu) ? 主要介紹硅晶體的特點(diǎn) ， 晶向 ， 晶面 ， 缺陷 ， 雜質(zhì)等等 。 相關(guān)設(shè)備 單 /雙面拋光機(jī) 單 /多頭拋光機(jī) 清洗：合理的清洗是保證硅片表面質(zhì)量的重要條件。 相關(guān)設(shè)備 氧化爐 9 化學(xué)汽相淀積（ CVD）：使一種或數(shù)種物質(zhì)的氣體以某種方式激活后，在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，并淀積所需固體薄膜。 相關(guān)設(shè)備 刻蝕機(jī) 12 離子注入：先使待摻雜的原子電離，再加速到一定能量使之“注入”到晶體中，經(jīng)過退火使雜質(zhì)激活，達(dá)到摻雜目的。 相關(guān)設(shè)備 粘片機(jī)
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