IC制程相关技术

1、指導老師指導老師: :林振漢林振漢班級班級: :四電四乙四電四乙學生學生: :鄭焜隆鄭焜隆學號學號:BD92128:BD92128目錄目錄ICIC簡介簡介ICIC主要結構主要結構ICIC的的特性特性為何矽晶是為何矽晶是ICIC產業的主流材料？產業的主流材料？半導體設備及基本製造技術半導體設備及基本製造技術ICIC技術發展趨勢技術發展趨勢IC=Integrated Circuit(IC=Integrated Circuit(積體電路積體電路) )一九五八年九月十二日，德州儀器工程師一九五八年九月十二日，德州儀器工程師基基爾比爾比發明第一顆積體電路發明第一顆積體電路ICIC。這個裝置揭開。這個裝置

2、揭開二十世紀資訊革命的序幕，同時宣告矽器時二十世紀資訊革命的序幕，同時宣告矽器時代來臨。代來臨。18231823年年發現矽發現矽Silicon was DiscoveredSilicon was Discovered19041904年年發明二極真空管發明二極真空管Diode Vacuum Tube was InventedDiode Vacuum Tube was Invented19471947年年發明雙極電晶體發明雙極電晶體Bipolar Transistor was InventedBipolar Transistor was Invented19581958年年發明積體電路發明積體電路

3、Integrated Circuit was InventedIntegrated Circuit was Invented19591959年年發展小型積體電路發展小型積體電路SSI was Developed(RTLSSI was Developed(RTL) )19641964年年發展發展P P型金氧半導體型金氧半導體P MOS IC was DevelopedP MOS IC was Developed19671967年年發展發展 TTL TTL 中型積體電路中型積體電路, , 互補式金氧半導體互補式金氧半導體TTL MSI and C MOS IC were IntroducedTTL

4、 MSI and C MOS IC were Introduced19681968年年發展發展 P P 型金氧半導體大型積體電路型金氧半導體大型積體電路P MOS LSI was Introduced By IntelP MOS LSI was Introduced By Intel19791979年年發展發展 64K DRAM (64K DRAM (進入進入VLSI VLSI 紀元紀元) )64K DRAM was Introduced By IBM64K DRAM was Introduced By IBMIC =IC =積體電路積體電路電阻電阻二極體二極體電容電容電晶體電晶體+ + +

5、+ +ICIC主要結構主要結構IC IC 是把是把一些電阻、電容、二極體、電晶體等做在一一些電阻、電容、二極體、電晶體等做在一個不可分割的基底個不可分割的基底(Substrate)(Substrate)上的半導體積體電路上的半導體積體電路* *ICIC封裝後的產品封裝後的產品 體積小體積小 耗電少耗電少 速度快速度快 成本低成本低 可靠性高可靠性高 維修容易維修容易TransistorCountIntegration Level中文名稱中文名稱101SSI Small Scale Integration小型積體電路小型積體電路102 - 103MSI Medium Scale Integrat

6、ion中型積體電路中型積體電路104 - 105LSI Large Scale Integration大型積體電路大型積體電路106 - 107VLSI Very Large Scale Integration超大型積體電路超大型積體電路108 - 109ULSI ULTRA Large Scale Integration極大型積體電路極大型積體電路* *ICIC的體積的體積42 Million Transistors為何矽晶是為何矽晶是ICIC產業的主流材料？產業的主流材料？具可控制的具可控制的半導體半導體特性特性 (diode(diode真空管真空管, transistor, transi

7、stor電晶電晶體體,resistor,resistor電阻電阻, capacitor, capacitor電容電容, , conductorconductor銅導體銅導體)容易長成容易長成無缺陷的單晶無缺陷的單晶容易長穩定的容易長穩定的氧化矽氧化矽及及氮化矽氮化矽容易打上容易打上鋁線及金線鋁線及金線可量產性高可量產性高 低成本低成本OXIDATION OXIDATION 氧化氧化DIFFUSION DIFFUSION 擴散擴散CVD CVD 化學氣相沉積化學氣相沉積PHOTO LITHOGRAPHY PHOTO LITHOGRAPHY 微影術微影術ETCHING ETCHING 蝕刻蝕刻IO

8、N IMPLANTATION ION IMPLANTATION 離子植入離子植入METALIZATION METALIZATION 金屬化金屬化CMP CMP 化學機械研磨化學機械研磨小元件愈來愈小大晶圓愈來愈大廣應用愈來愈廣快速度愈來愈快雜功能愈來愈雜7.5m5m141030603m2m1mArea=8.75 mil 27.5 x 10m 2Area=1 .4 mil 25 x 5m 2Area=0.62 mil 23 x 4m 2Area=0.18 mil 22 x 2m 2Area=0.1 mil 2 1 x 1m 2技術進步技術進步*元件極小化元件極小化12” wafer8” wafer1234Unit Productivity Comparison12.25倍倍26754391211810*晶圓增大晶圓增大MilitaryCarIndustrialComputerCommunicationConsumerMedicine *以英特爾的以英特爾的 3.7GHz CPU 3.7GHz CPU 為例為例 每一秒鐘運算每一秒鐘運算 37 億次億次 2004年晶片組晶片組系統系統DRAM影像影像DRAMBIOS記憶記憶晶片晶片CPU影像影像處理器處理器4. 錄音機錄音機5