半导体集成电路第1部分课件.ppt

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1、半导体集成电路2012-2013第二学期段智勇1课程结构体系热处理和离子注入扩散、热氧化、离子注入、快速热处理。图形转移光学光刻、光刻胶、非光学光刻技术、真空科学和等离子体、纳米压印技术。薄膜物理淀积：蒸发和溅射、化学气相淀积、外延生长。工艺集成器件隔离接触和金属化、CMOS技术、GaAs工艺技术、硅双极工艺技术、微机电系统。2第一台计算机CharlesBabbage发明了蒸汽作为动力的差分机(1832)有25,000部件价值:£17,4703ENIAC–第一台电子计算机(1946)18000个真空管构成。41947年12月16日,美国贝尔实验室(Bell-La

2、b),WilliamShockley领导的研究小组发现了晶体管效应。1948年6月向全世界公布。1956年，W.Shockley,JohnBardeen,WalterBrattain获诺贝尔物理奖,‘fortheirresearchesonsemiconductorsandtheirdiscoveryofthetransistoreffect’晶体管的发现5硅时代的飞跃—集成电路的诞生JackKilby’sfirstIntegratedCircuits(IC)oftheworld6第一片集成电路Bipolarlogic1960’sHighPowerECL3-in

3、putGateMotorola1966MOS19707Intel4004微处理器生产于1971仅使用NMOS1000晶体管1MHz频率8IntelPentium(IV)微处理器9芯片通常所说的“芯片”是指集成电路,它是微电子技术的主要产品.所谓微电子是相对“强电”、“弱电”等概念而言，指它处理的电子信号极其微小。它是现代信息技术的基础,我们通常所接触的电子产品,包括通讯、电脑、智能化系统、自动控制、空间技术、电台、电视等等都是在微电子技术的基础上发展起来的。10芯片（续）我国的信息通讯、电子终端设备产品这些年来有长足发展，但以加工装配、组装工艺、应用工程见长,产

4、品的核心技术自主开发的较少,这里所说的“核心技术”主要就是微电子技术。就好像盖房子的水平已经不错了,但是,盖房子所用的砖瓦还不能生产，要命的是：“砖瓦”还很贵，一般来说，“芯片”成本最能影响整机的成本。11芯片（续）微电子技术涉及的行业很多，包括化工、光电技术、半导体材料、精密设备制造、软件等,其中又以集成电路技术为核心，包括集成电路的设计、制造等。12集成电路常用基本概念晶圆多指单晶硅圆片,由普通硅沙拉制提炼而成,是最常用的半导体材料，按其直径分为4英寸、5英寸、6英寸、8英寸等规格，近来发展出12英寸甚至更大规格。晶圆越大，同一圆片上可生产的Die就多，可降

5、低成本。但要求材料技术和生产技术更高。12英寸晶圆13晶圆晶圆---Wafer小片----Die14裸片15键合(连接到封装的引脚)16封装，成品17应用18集成电路样品19认识晶圆和集成电路20IC分压器21集成电路常用基本概念（续）前、后工序IC制造过程中,晶圆光刻的工艺(即所谓流片),被称为前工序,这是IC制造的最要害技术；晶圆流片后,其切割、封装等工序被称为后工序。光刻IC生产的主要工艺手段,指用光技术在晶圆上刻蚀电路。22集成电路常用基本概念（续）线宽4微米、1微米、0.6微未、0.35微米、0.25微米、0.18微米、0.13微米、0.09微米、0.

6、065微米等,是指IC生产工艺可达到的最小导线宽度，是IC工艺先进水平的主要指标.线宽越小，集成度就高，在同一面积上就集成更多电路单元。封装指把硅片上的电路管脚,用导线接引到外部接头处,以便与其它器件连接。存储器专门用于保存数据信息的IC.逻辑电路以二进制为原理的数字电路。23集成电路定义将各种电子元器件以相互联系的状态集成到半导体材料（主要是硅）或者绝缘体材料薄层片子上，再用一个管壳将其封装起来，构成一个完整的、具有一定功能的电路或系统。这种有一定功能的电路或系统就是集成电路。24集成电路定义（续）任何一个集成电路要工作就必须具有接收信号的输入端口、发送信号的

7、输出端口以及对信号进行处理的控制电路。输入、输出（I/O）端口简单的说就是我们经常看到的插口或者插头控制电路是看不到的，这是集成电路制造厂在净化间里制造出来的。25集成电路定义（续）将集成电路按集成度高低分类，可以分为小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI）和超大规模（VLSI）。近年来出现的特大规模集成电路（ULSI），以小于1um为最小的设计尺寸，这样将在每个片子上有一千万到一亿个元件。26几个IT技术变迁预言摩尔定律（Moore’sLaw）：集成电路芯片的能力每18个月提高一倍，而其价格则降低一倍。贝尔定律（Bell’sLaw）：如果保持计算机

8、能力不变，微处理器的价格