《集成电路制造工艺》PPT课件

《《集成电路制造工艺》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、集成电路制造工艺集成电路的发展历史集成电路IntegratedCircuit，缩写IC通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半导体单晶片（如硅或砷化镓）上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能集成电路芯片显微照片各种封装好的集成电路1.1900年普朗克发表了著名的《量子论》揭开了现代物理学的新纪元，并深深地影响了20世纪人类社会的发展。2.之后的2，30年时间里，包括爱因斯坦在内的一大批物理学家逐步完善了量子理论，为后来微电子

2、的发展奠定了坚实的理论基础历史的回顾1947年圣诞前夕，贝尔实验室的科学家肖克利(WilliamShockley)和他的两助手布拉顿(WaterBrattain、巴丁（Johnbardeen)在贝尔实验室工作时发明了世界上第一个点接触型晶体管由于三人的杰出贡献，他们分享了1956年的诺贝尔物理学奖世界上第一个点接触型晶体管锗多晶材料制备的点接触晶体管集成电路的发明杰克-基尔比1959年1959年第一块集成电路：TI公司的Kilby，12个器件，Ge晶片集成电路发明人，诺贝尔物理学奖（2000年）得主，

3、Kilby博士来复旦给师生讲课，2001年5月从此IC经历了：SSIMSILSI现已进入到：VLSIULSIGSI集成电路的发展小规模集成电路(SmallScaleIC，SSI)中规模集成电路(MediumScaleIC，MSI)大规模集成电路(LargeScaleIC，LSI)超大规模集成电路(VeryLargeScaleIC，VLSI)特大规模集成电路(UltraLargeScaleIC，ULSI)巨大规模集成电路(GiganticScaleIC，GSI）VLSI使用最频繁，其含义往往包括了ULS

4、I和GSI。中文中把VLSI译为超大规模集成，更是包含了ULSI和GSI的意义。CMOS工艺特征尺寸发展进程年份1989年1993年1997年2001年特征尺寸1.0µm0.6µm0.25µm0.18µm水平标志微米（M）亚微米（SM）深亚微米（DSM）超深亚微米（UDSM）0.8—0.35μm称为亚微米，0.25μm及其以下称为深亚微米，0.18μm以下为超深亚微米，0.05μm及其以下称为纳米级UltraDeepSubMicron，UDSM集成电路发展的特点特征尺寸越来越小布线层数/I/0引脚越来

5、越多硅圆片尺寸越来越大芯片集成度越来越大时钟速度越来越高电源电压/单位功耗越来越低摩尔定律一个有关集成电路发展趋势的著名预言，该预言直至今日依然准确。集成电路自发明四十年以来，集成电路芯片的集成度每三年翻两番，而加工特征尺寸缩小倍。即由Intel公司创始人之一GordonE.Moore博士1965年总结的规律，被称为摩尔定律。集成电路单片集成度和最小特征尺寸的发展曲线IC在各个发展阶段的主要特征数据发展阶段主要特征MSI(1966)LSI(1971)VLSI(1980)ULSI(1990)元件数/

6、芯片102-103103-105105-107107-108特征线宽(um)10-55-33-1<1栅氧化层厚度(nm)120-100100-4040-1515-10结深(um)2-1.21.2-0.50.5-.020.2-.01芯片面积(mm2)<1010-2525-5050-100被加工硅片直径(mm)50-75100-125150>150Intel公司第一代CPU—4004电路规模：2300个晶体管生产工艺：10um最快速度：108KHzIntel公司CPU—386TM电路规模：275,000个

7、晶体管生产工艺：1.5um最快速度：33MHzIntel公司最新一代CPU—Pentium®4电路规模：4千2百万个晶体管生产工艺：0.13um最快速度：2.4GHz器件结构类型集成度电路的功能应用领域集成电路的分类按器件结构类型分类双极集成电路：主要由双极型晶体管构成NPN型双极集成电路PNP型双极集成电路金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路：主要由MOS晶体管(单极型晶体管)构成NMOSPMOSCMOS(互补MOS)双极-MOS(BiMOS)集成电路：是同时包括双极和MOS晶体管的集成电路。综合

8、了双极和MOS器件两者的优点，但制作工艺复杂。集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目类别数字集成电路模拟集成电路MOSIC双极ICSSI<102<100<30MSI10210310050030100LSI1031055002000100300VLSI105107>2000>300ULSI107109GSI>109按集成度分类数模混合集成电路(Digital-AnalogIC)：例如数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等。按电路的