集成电路工艺原理.ppt

1/43，集成电路技术原理，2/43，大纲(1)，教材：1。任明远李瑱王翰，“集成电路制造技术原理和过程”2。李建民，李建民，“超大规模集成电路技术理论、实践与模型”，王阳元等，“超大规模集成电路工艺原理”，半导体制造技术，3/43，大纲(2)， 第1章引言第2章晶体生长第3章实验室纯化和硅片清洗第4章光刻第5章热氧化第6章热扩散第7章离子注入第8章薄膜沉积第9章蚀刻第10章后端工艺和集成第11章未来趋势和挑战第4/43章概述(2)， 第1章前言第2章晶体生长第3章实验室纯化和硅片清洗第4章光刻第5章热氧化第6章热扩散第7章离子注入第8章薄膜沉积第9章蚀刻第10章后端工艺和集成第11章未来趋势和挑战，5/43，w. shackley，j. bardeen，w . br acreat，1 StPointContact晶体管1947-Bybelllab，1956诺贝尔物理学奖，点接触晶体管：衬底是N型锗，发射极和集电极是两条金属线。 两根导线的尖端非常薄，并紧紧地压在基板上。金属线间距：约50m，6/43，缺陷：低可靠性，高噪声，低放大倍数等。7/43，1948年肖克利提出的结型晶体管概念，1950年第一个NPN结型晶体管，8/43，钛硅锗晶体Kilby12器件，9/43，(FairchildEMI。10/43，j. kilby-ti 2000诺贝尔物理学奖，R.Noyce-Fairchild，半导体锗，金线，半导体硅，铝线，11/43，简评：一项基于科学的伟大发明，巴丁，br attan，shackley，FirstGe-based ipolar transistorinvended 1947，BellLabs .NoBelPrizeKilby(TI)Noyce(Fairchild)，Innovation of integrated dccircuits 1959，NobelprizeAtalla，FirstSi-basedMosfitInvented 1960，BellLabs .Planartechnology，JeanHoerni，1960，FairchildFirstCMoscircuitvented 1963，Fairchild“Moore slaw”1965，Fairchild Dennard，Scalinguleprescented 1974，IBMFIRStSiteChnologyAdmApp 1994，USA，12/43，SSI(小型集成电路)，10-100晶体管，100 VLSI(超大规模集成电路)，100晶体管，0001，000，000ULSI(超大规模集成电路)集成水平提高了一倍，工艺线宽度减少了约30%，芯片面积增加了约1.5倍，集成电路运行速度增加了1.5倍，技术节点的特征尺寸，动态随机存取存储器，半导体电子：世界上最大的工业，14/43，爆炸式增长，计算功率，奔腾四，1晶体管1947，1电子计算机(1946)，真空管，1电子计算机(1832)，宏电子微机电集成电路，(15)！Physicalgatelengthinnm，Year，Wearehere .ITRS，国际半导体技术会议，源极，漏极，17/43，ITRS-国际半导体技术会议由欧洲电子制造协会(EECA)，欧洲半导体工业协会(ESIA)，日本电子和信息技术工业协会(JEITA)，韩国半导体工业协会(KSIA)，台湾半导体工业协会(TSIA)和半导体工业协会(SIA)共同完成。器件尺寸减小，芯片尺寸增大，互连层数量增加，掩模数量增加，工作电压降低，18/43，19/43，20/43，21/43，22/43，器件几何尺寸：Lg，Wg，tox，xj1/k衬底掺杂浓度Nk电压VDD 1/K器件速度k芯片密度k2，器件恒场缩小原理，k 1.4，23/43，nec，Kih iwai，固态电子48(2004)497503，25/43，26/43，基本器件，金属氧化物半导体器件：高密度，低功耗，更大的设计灵活性NMOS，PMOS，CMOSBJT:模拟电路和高速驱动，CMOS，N，N，P，P，27/43，CMOS，28/43，BJT，29/43，单晶材料： 450 mm/18”，硅作为集成电路主流的优势：理想的性能富壳硅单晶简易平面工艺的开发：GordenTeal(TI)，30/43，生长结晶体管，31/43，合金结晶体管，扩散，32/43，双扩散MESA晶体管，气相扩散构图-腐蚀，33/43，平面工艺的发明者：JeanHoerni-Fairchild，1958-1960:氧化磷-氮结隔离铝的蒸发.34/43，35/43，平面工艺的基本光刻步骤，光致抗蚀剂，掩模，36/43，通过平面工艺集成多个器件，37/43，现代微工艺的实际横截面从BM，38/43，集成电路技术发展历史，1960年北京，气相掺杂外延p-n结隔离6-8光刻，39/43，集成电路技术发展历史，1970年sE/DNMOS，LOCOS隔离技术局部氧化硅耗尽NMOS面积减小41/43，最简单的集成电路制造工艺示例，42/43，集成电路技术发展历史，1990年集成电路制造工艺，BJT实现高度集成的内部电路实现输出驱动电路光刻版20块，43/43，本节的主要内容，集成电路制造工