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文档简介

1、1近年近年招聘会招聘会上上与与IC有关部分有关部分笔试、面试题目的答案举例笔试、面试题目的答案举例 21、我们公司的产品是集成电路,请描我们公司的产品是集成电路,请描述一下你对集成电路的认识,列举一些述一下你对集成电路的认识,列举一些与集成电路相关的内容(如讲清楚模拟、与集成电路相关的内容(如讲清楚模拟、数字、双极型、数字、双极型、CMOS、MCU、RISC、CISC、DSP、ASIC、FPGA等的概等的概念)。念)。3单片微型计算机单片微型计算机(简称单片机简称单片机)有有时也称为微控制器时也称为微控制器MCU (micro control unit) 。 当然,与当然,与MPU相相比,比,

2、MCU上的上的CPU的功能比较的功能比较简单,存储器的容量也很有限。简单,存储器的容量也很有限。MCU已被广泛应用于各种家用已被广泛应用于各种家用电器产品以及工业控制。用得最电器产品以及工业控制。用得最多的是多的是4位和位和8位位MCU。4什么是什么是MCU?MCU(Micro Controller Unit),又,又称单片微型计算机称单片微型计算机(Single Chip Microcomputer),是指随着大规模集,是指随着大规模集成电路的出现及其发展,将计算机的成电路的出现及其发展,将计算机的CPU、RAM、ROM、定时数器和多、定时数器和多种种I/O接口集成在一片芯片上,形成芯接口集

3、成在一片芯片上,形成芯片级的计算机。片级的计算机。5设计方法上从设计方法上从CISC结构演变到结构演变到RISC结构结构通常将采用英特尔处理器的服务器称为通常将采用英特尔处理器的服务器称为IA (Intel Architecture)架构服务器,由于架构服务器,由于该架构服务器采用了开放式体系,并且该架构服务器采用了开放式体系,并且实现了工业标准化技术和得到国内外大实现了工业标准化技术和得到国内外大量软硬件供应商的支持,在大批量生产量软硬件供应商的支持,在大批量生产的基础上,以其极高的性能价格比而在的基础上,以其极高的性能价格比而在全球范围内,尤其在我国得到广泛的应全球范围内,尤其在我国得到广

4、泛的应用。用。2000年国内年国内IA架构服务器供应商前架构服务器供应商前三位是惠普、三位是惠普、IBM、浪潮。、浪潮。6(1)CISC指令集指令集 CISC指令集,也称为指令集,也称为复杂指令集复杂指令集,英文名是英文名是CISC,(,(Complex Instruction Set Computer的缩写)。在的缩写)。在CISC微处理微处理器中,程序的各条指令是按顺序串行执器中,程序的各条指令是按顺序串行执行的,每条指令中的各个操作也是按顺行的,每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单,但计算机各部分的利用率不高,简单,但计算机

5、各部分的利用率不高,执行速度慢。执行速度慢。7(2)RISC指令集指令集 lRISC是英文是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写,中文意思是的缩写,中文意思是“精简精简指令集指令集”。它是在。它是在CISC指令系统基础上指令系统基础上发展起来的,有人对发展起来的,有人对CISC机进行测试表机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,它们仅占使用的是一些比较简单的指令,它们仅占指令总数的指令总数的20,但在程序中出现的频度,但在程序中出现的频度却占却占80。复杂的指令系统必然增加微

6、处。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。必然会降低计算机的速度。8 基于上述原因,基于上述原因,20世纪世纪80年代年代RISC型型CPU诞诞生了,相对于生了,相对于CISC型型CPU ,RISC型型CPU不仅不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量超标量和超流水线结构和超流水线结构”,大大增加了并行处理能力。,大大增加了并行处理能力。RISC指令集是高性能指令集是高性能CPU的发展方向。它与的发展方向

7、。它与传统的传统的CISC(复杂指令集复杂指令集)相对。相比而言,相对。相比而言,RISC的指令格式统一,种类比较少,寻址方的指令格式统一,种类比较少,寻址方式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很式也比复杂指令集少。当然处理速度就提高很多了。目前在中高档服务器中普遍采用这一指多了。目前在中高档服务器中普遍采用这一指令系统的令系统的CPU,特别是高档服务器全都采用,特别是高档服务器全都采用RISC指令系统的指令系统的CPU。RISC指令系统更加适指令系统更加适合高档服务器的操作系统合高档服务器的操作系统UNIX,现在,现在Linux也也属于类似属于类似UNIX的操作系统。的操作系统。RISC型

8、型CPU与与Intel和和AMD的的CPU在软件和硬件上都不兼容。在软件和硬件上都不兼容。92、FPGA和和ASIC的概念,他们的区别。的概念,他们的区别。ASIC:专用集成电路,它是面向专门用专用集成电路,它是面向专门用途的电路,专门为一个用户设计和制造的。途的电路,专门为一个用户设计和制造的。根据一个用户的特定要求,能以低研制成根据一个用户的特定要求,能以低研制成本,短、交货周期供货的全定制,半定制本,短、交货周期供货的全定制,半定制集成电路。与门阵列等其它集成电路。与门阵列等其它ASIC (Application Specific IC)相比,它们又具有相比,它们又具有设计开发周期短、设

9、计制造成本低、开发设计开发周期短、设计制造成本低、开发工具先进、标准产品无需测试、质量稳定工具先进、标准产品无需测试、质量稳定以及可实时在线检验等优点。以及可实时在线检验等优点。10从从ASIC的发展看,它的主要特点不单纯的发展看,它的主要特点不单纯在其本身的专用性,其更深的含义在于在其本身的专用性,其更深的含义在于用用户直接参与集成电路的设计户直接参与集成电路的设计。由于。由于ASIC是系统设计的一部分,它要求系统设计者是系统设计的一部分,它要求系统设计者直接参与芯片电路设计。直接参与芯片电路设计。ASIC可以是专可以是专为某一类特定应用而设计的集成电路,称为某一类特定应用而设计的集成电路,

10、称为为标准专用电路标准专用电路(ASSP-Application Specific Standard Product),也可以是专,也可以是专为某一用户的特定应用而设计的集成电路,为某一用户的特定应用而设计的集成电路,称为定制专用电路。称为定制专用电路。11 FPGA (Field Programmable Gate Array)是是可编程可编程ASIC 。FPGA兼顾了兼顾了PLD和门阵列和门阵列两者的优点:两者的优点: 具有门阵列电路那样的单元阵列结构,具有门阵列电路那样的单元阵列结构,但单元与门阵列不同,每个单元包含了但单元与门阵列不同,每个单元包含了PLA、若干寄存器和多路开关。、若干

11、寄存器和多路开关。 又象又象PLD那样,用户可以通过编程,任那样,用户可以通过编程,任意设定每个单元的内部电路结构以及单元意设定每个单元的内部电路结构以及单元之间的连线之间的连线 基本特征:基本特征:不需要定制式掩膜层,不需要定制式掩膜层,通过可编程实现组合逻辑和时序逻辑通过可编程实现组合逻辑和时序逻辑123、什么叫做、什么叫做OTP片、掩膜片,片、掩膜片,两者的区别何在?两者的区别何在?13什么是什么是OTP ? (OTP-一次性可编程一次性可编程/可编程的一次性烧录可编程的一次性烧录) OTP(One Time Programmable)是)是MCU的一种存储器类型。的一种存储器类型。MC

12、U按其存储器按其存储器类型可分为类型可分为掩膜片掩膜片-MASK(掩模掩模)ROM、OTP(一次性可编程一次性可编程)ROM、FLASH ROM等等类型。类型。MASK ROM的的MCU价格便宜,但程价格便宜,但程序在出厂时已经固化,适合程序固定不变的序在出厂时已经固化,适合程序固定不变的应用场合;应用场合;FALSH ROM的的MCU程序可以程序可以反复擦写,灵活性很强,但价格较高,适合反复擦写,灵活性很强,但价格较高,适合对价格不敏感的应用场合或做开发用途;对价格不敏感的应用场合或做开发用途;14 OTP ROM的的MCU价格介于前两者之间,价格介于前两者之间,同时又拥有一次性可编程能力,

13、适合既同时又拥有一次性可编程能力,适合既要求一定灵活性,又要求低成本的应用要求一定灵活性,又要求低成本的应用场合,尤其是功能不断翻新、需要迅速场合,尤其是功能不断翻新、需要迅速量产的电子产品。量产的电子产品。15A1A0Y1Y2Y3Y4十进制0001101100000001010010010149 熔丝型开关熔丝型开关 反熔丝型开关反熔丝型开关000000111001用高压将用高压将PLICE介质击穿。介质击穿。熔丝断开为熔丝断开为1PLICE(可编程逻辑互连电路单元)(可编程逻辑互连电路单元)16在反熔丝在反熔丝PROM中,各连接点放的不是熔丝,而中,各连接点放的不是熔丝,而是一种是一种PL

14、ICE编程单元,如图所示。未编程时纵编程单元,如图所示。未编程时纵线和横线间是不通的,编程时对需要连接处加上线和横线间是不通的,编程时对需要连接处加上高压使其中高压使其中PLICE(可编程逻辑互连电路单元)(可编程逻辑互连电路单元)介质击穿而短路,从而达到该点逻辑连接的目的。介质击穿而短路,从而达到该点逻辑连接的目的。反熔丝编程示意图反熔丝编程示意图(a)反熔丝编程阵列结构反熔丝编程阵列结构 (b)PLICE 编程元件编程元件1718194、如何了解代工公司的情况?、如何了解代工公司的情况?了解一家了解一家IC代工公司代工公司(foundry)最直接和最直接和简便的方法,是认真浏览该代工公司的

15、简便的方法,是认真浏览该代工公司的技术发展路线图技术发展路线图20华润上华科技有限公司华润上华科技有限公司CSMC技术发展路线技术发展路线21华润上华科技有限公司华润上华科技有限公司CSMC技术发展路线(续)技术发展路线(续)22什么是什么是eFlach?嵌入(embed)式系统是指操作系统和功能软件集成于计算机硬件系统之中。简单的说就是系统的应用软件与系统的硬件一体化,具有软件代码小,高度自动化,响应速度快等特点。特别适合于要求实时的和多任务的体系。嵌入式系统不一定就是单片机。嵌入式系统主要是将软件系统固化集成到硬件系统(如放到FLASH)中。http:/ 23和舰科技和舰科技(苏州苏州 )

16、有限公司有限公司 RoadmapRtn Available Now200620070.35/0.3m 3.3V/ 12V0.35/0.3m 3.3V/ 18V0.35m 3.3V/12V,18V embedded OTP0.25m 2.5V/+-16V0.35m 3.3V CIS0.15m1.5V/+-16V0.18m pixel size 3.2m0.5/0.45m 3.3V/ 5V0.35/0.3m 3.3V/ 5V0.25m 2.5V/3.3V0.18m 1.8V/3.3V0.35/0.3m 3.3V/5V0.25m 2.5V/3.3V, 5V0.18m 1.8V/3.3V0.5m OT

17、P 5V/12V0.35m FLASH 5V/10.5V0.25m FLASH 5V/9V0.25m e-EEPROM 2.5V/ 3.3V0.15m1.2V/3.3V0.15m1.5V/3.3V0.13 m Cu 1.2V/3.3V0.18mFlash1.8V/3.3V0.13me-Flash1.2V/3.3V2008 Logic Mix Mode NVM Hi-Voltage CIS 0.35m3.3V/13.5V0.25m2.5V/5V0.18me-Flash1.8V/3.3V0.18mRF CMOS0.13mFlash 1.2V/3.3V0.13mAl0.13mAl 1.2V/+-16

18、V0.18m1.8V/+-16V0.13m Al1.2V/3.3V0.13m Cu1.2V/3.3V0.162m1.8/3.3V和舰科技和舰科技(苏州苏州 )有限公司有限公司 Roadmap24什么是什么是NVM?只读存储器只读存储器(Read Only Memory,ROM) 它又称固定存储器。它又称固定存储器。ROM是是把数据固定地存储起来,然后按给定把数据固定地存储起来,然后按给定地址进行读出,但不象地址进行读出,但不象RAM那样可以那样可以随时快速写入和修改,只能读出。它随时快速写入和修改,只能读出。它在停电后照样能长期保存数据,所以在停电后照样能长期保存数据,所以又被称为又被称为不挥

19、发存储器不挥发存储器(Nonvolatile Memory)。25大陆、台湾大陆、台湾Foundry技术演进技术演进19941997199920022005大陆大陆 3m0.8m0.35m0.18m0.13m台湾台湾 0.35m0.25m0.18m0.13m0.09m2621世纪头世纪头10年将面临如何进行年将面临如何进行0.1m级级 电电路的设计和制造问题。生产工艺从路的设计和制造问题。生产工艺从 微米级微米级(micro-M)(3m、2m1985年、年、1.5m、1m1989年)、年)、 亚微米级亚微米级(submicro-SM)()(0.7m、0.5m1993年)发展到年)发展到 深亚微

20、米深亚微米(deep submicro-DSM)()(0.35m1997年、年、0.25m、0.18m2001年、年、0.13m),), 超深亚微米或亚超深亚微米或亚0.1m2005年(年(very deep submicro-VDSM )。)。275、有几种、有几种IC版图文件格式?版图文件格式? GDSIIGraphicalDesignSystemII二进制格式用来备份、导入、导出版图,以及提交给Foundry流片 CIFCaltechIntermediateFormat文本格式 EDIFElectronicDesignInterchangeFormat文本格式EDIF格式也用于描述线路图

21、、网表、符号等其他数据286、描述你对集成、描述你对集成电路工艺的认识。电路工艺的认识。(仕兰微面试题目)(仕兰微面试题目)29晶圆处理制程晶圆处理制程 晶圆处理制程之主要工作为在硅晶圆上制作电晶圆处理制程之主要工作为在硅晶圆上制作电路与电子元件(如电晶体管、电容器、逻辑门等),路与电子元件(如电晶体管、电容器、逻辑门等),为上述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的为上述各制程中所需技术最复杂且资金投入最多的过程过程 ,以微处理器(,以微处理器(Microprocessor)为例,其所)为例,其所需处理步骤可达需处理步骤可达数百道数百道,而其所需加工机台先进且,而其所需加工机台先进且昂贵,动

22、辄数千万一台,其所需制造环境为为一温昂贵,动辄数千万一台,其所需制造环境为为一温度、湿度与度、湿度与 含尘(含尘(Particle)均需控制的无尘室)均需控制的无尘室/超超净间净间(Clean-Room),虽然详细的处理程序是随著),虽然详细的处理程序是随著产品种类与所使用的技术有关;不过其基本处理步产品种类与所使用的技术有关;不过其基本处理步骤通常是晶圆先经过适当的清洗(骤通常是晶圆先经过适当的清洗(Cleaning)之後,)之後,接著进行氧化(接著进行氧化(Oxidation)及沉积,最後进行显影、)及沉积,最後进行显影、蚀刻及离子注入等反覆步骤,以完成晶圆上电路的蚀刻及离子注入等反覆步骤

23、,以完成晶圆上电路的加工与制作。加工与制作。30 晶圆处理制程(晶圆处理制程(Wafer Fabrication;简称;简称 Wafer Fab) 1.图形转换:图形转换:将设计在掩膜版将设计在掩膜版(类似于照相底片类似于照相底片)上的图上的图形转移到半导体单晶片上形转移到半导体单晶片上 2. 掺杂:掺杂:根据设计的需要,将各种杂质掺杂在需要的根据设计的需要,将各种杂质掺杂在需要的位置上,形成晶体管、接触等位置上,形成晶体管、接触等 3. 制膜:制膜:制作各种材料的薄膜制作各种材料的薄膜31图形转换:图形转换:光刻:接触光刻、接近光刻、投影光刻、电子光刻:接触光刻、接近光刻、投影光刻、电子束光

24、刻束光刻刻蚀:干法刻蚀、湿法刻蚀刻蚀:干法刻蚀、湿法刻蚀掺杂:掺杂:离子注入离子注入 退火退火扩散扩散制膜:制膜:氧化:干氧氧化、湿氧氧化等氧化:干氧氧化、湿氧氧化等CVD:APCVD、LPCVD、PECVDPVD:蒸发、溅射:蒸发、溅射32后部封装、测试后部封装、测试 (在另外厂房)(在另外厂房)(1)背面减薄)背面减薄(2)划片划片、掰片、掰片(3)粘片)粘片(4)压焊:金丝球焊)压焊:金丝球焊(5)切筋)切筋(6)整形)整形(7)封装封装(8)沾锡:保证管脚的电学接触)沾锡:保证管脚的电学接触(9)老化老化(10)成测,筛选成测,筛选(11)打字、包装)打字、包装33后工序后工序划片划片

25、封装封装测试测试老化老化筛选筛选 辅助工序辅助工序超净厂房技术超净厂房技术超纯水、高纯气超纯水、高纯气体制备技术体制备技术光刻掩膜版制备光刻掩膜版制备技术技术材料准备技术材料准备技术347、列举几种集成电路典型工艺。工、列举几种集成电路典型工艺。工艺上常提到艺上常提到0.25,0.18指的是什么?指的是什么?(仕兰微面试题目)(仕兰微面试题目)35集成电路的基本制造工艺集成电路的基本制造工艺流程流程1.双极集成电路的基本制造工艺2.CMOS集成电路工艺3.Bi-CMOS集成电路工艺36 1.)双极集成电路中元件的形成过程和元件结构双极集成电路中元件的形成过程和元件结构 由典型的由典型的PN结隔

26、离的掺金结隔离的掺金TTL电路工艺制作的集成电路中的电路工艺制作的集成电路中的晶体管的剖面图如下图所示,它基本上由表面图形晶体管的剖面图如下图所示,它基本上由表面图形(由光刻掩模决由光刻掩模决定定)和杂质浓度分布决定。和杂质浓度分布决定。ALSiO2BPP+P-SUBN+ECN+-BLN-epiP+典型数字集成电路中典型数字集成电路中NPN晶体管剖面图晶体管剖面图 37 2. )CMOS集成电路工艺集成电路工艺 体硅体硅CMOS工艺设计中阱工艺的选择工艺设计中阱工艺的选择 (1) p阱工艺阱工艺实现实现CMOS电路的工艺技术有多种。电路的工艺技术有多种。CMOS是在是在PMOS工艺技术基础上于

27、工艺技术基础上于1963年年 发展起来的,因此采发展起来的,因此采用在用在n型衬底上的型衬底上的p阱制备阱制备NMOS器件是很自然的选择。器件是很自然的选择。由于氧化层中正电荷的作用以及负的金属由于氧化层中正电荷的作用以及负的金属(铝铝)栅与衬栅与衬底的功函数差,使得在没有沟道离子注入技术的条件底的功函数差,使得在没有沟道离子注入技术的条件下,制备低阈值电压下,制备低阈值电压(绝对值绝对值)的的PMOS器件和增强型器件和增强型NMOS器件相当困难。于是,采用轻掺杂的器件相当困难。于是,采用轻掺杂的n型衬底型衬底制备制备PMOS器件,采用较高掺杂浓度扩散的器件,采用较高掺杂浓度扩散的p阱做阱做N

28、MOS器件,在当时成为最佳的工艺组合。器件,在当时成为最佳的工艺组合。38考虑到空穴的迁移率比电子迁移率考虑到空穴的迁移率比电子迁移率要低近要低近2倍多,且迁移率的数值是掺杂浓倍多,且迁移率的数值是掺杂浓度的函数度的函数(轻掺杂衬底的载流子迁移率较轻掺杂衬底的载流子迁移率较高高)。因此,。因此,采用采用p阱工艺有利于阱工艺有利于CMOS电路中两种类型器件的性能匹配电路中两种类型器件的性能匹配,而尺,而尺寸差别较小。寸差别较小。p阱阱CMOS经过多年的发展,经过多年的发展,已成为成熟的主要的已成为成熟的主要的CMOS工艺。与工艺。与NMOS工艺技术一样,它采用了硅栅、工艺技术一样,它采用了硅栅、

29、 等平面和全离子注入技术。等平面和全离子注入技术。39 (2) n阱工艺阱工艺为了实现与为了实现与LSI的主流工艺增强型的主流工艺增强型/耗层型耗层型(E/D)的的完全兼容,完全兼容,n阱阱CMOS工艺得到了重视和发展。它采工艺得到了重视和发展。它采用用E/D NMOS的相同的的相同的p型衬底材料制备型衬底材料制备NMOS器件,器件,采用离子注入形成的采用离子注入形成的n阱制备阱制备PMOS器件,采用沟道器件,采用沟道离子注入调整两种沟遭器件的阈值电压。离子注入调整两种沟遭器件的阈值电压。 n阱阱CMOS工艺与工艺与p阱阱CMOS工艺相比有许多明显工艺相比有许多明显的优点。首先是的优点。首先是

30、与与E/D NMOS工艺完全兼容工艺完全兼容,因此,因此,可以直接利用已经高度发展的可以直接利用已经高度发展的NMOS工艺技术;其次工艺技术;其次是制备在轻掺杂衬底上的是制备在轻掺杂衬底上的NMOS的性能得到了最佳化的性能得到了最佳化-保持了高的电子迁移率,低的体效应系数,低的保持了高的电子迁移率,低的体效应系数,低的n+结结的寄生电容,降低了漏结势垒区的电场强度,从而降的寄生电容,降低了漏结势垒区的电场强度,从而降低了电子碰撞电离所产生的电流等。这个优点对动态低了电子碰撞电离所产生的电流等。这个优点对动态CMOS电路,如时钟电路,如时钟CMOS电路,多米诺电路等的性电路,多米诺电路等的性能改

31、进尤其明显。能改进尤其明显。 40 (3) 双阱工艺双阱工艺双阱双阱CMOS采用高浓度的采用高浓度的n+衬底,在衬底,在上面生长高阻上面生长高阻r外延层,并在其上形成外延层,并在其上形成n阱阱和和p阱。它有利于每种沟道类型的器件性能阱。它有利于每种沟道类型的器件性能最佳化,且因存在低阻的通道,使可控硅最佳化,且因存在低阻的通道,使可控硅锁闩效应受到抑制。图锁闩效应受到抑制。图A(c)是双阱是双阱CMOS结构示意图。最为理想的结构示意图。最为理想的CMOS结构应该结构应该是绝缘衬底上的是绝缘衬底上的CMOS技术技术(SOI/CMOS)。它彻底消除了体硅它彻底消除了体硅CMOS电路中的电路中的“可

32、控可控硅锁闩硅锁闩”效应,提高抗辐射能力并有利于效应,提高抗辐射能力并有利于速度和集成度的提高。速度和集成度的提高。41 SOI/CMOS电路电路利用绝缘衬底的硅薄膜利用绝缘衬底的硅薄膜(Silicon on Insulator)制作制作CMOS电路,能彻底消除体电路,能彻底消除体硅硅CMOS电路中的寄生可控硅结构。能大电路中的寄生可控硅结构。能大幅度减小幅度减小PN结面积,从而减小了电容效结面积,从而减小了电容效应。这样可以提高芯片的集成度和器件的应。这样可以提高芯片的集成度和器件的速度。下图示出理想的速度。下图示出理想的SOI/CMOS结构。结构。SOI结构是针对亚微米结构是针对亚微米CM

33、OS器件提出的,器件提出的,以取代不适应要求的常规结构和业已应用以取代不适应要求的常规结构和业已应用的兰宝石衬底外延硅结构的兰宝石衬底外延硅结构(SOS-Silicon on Sapphire结构结构)。SOI结构在高压集成电路结构在高压集成电路和三维集成电路中也有广泛应用。和三维集成电路中也有广泛应用。423.) Bi-CMOS工艺工艺Bi-CMOS同时包括双极和同时包括双极和MOS晶体管的集成电路,它结合了双极晶体管的集成电路,它结合了双极器件的高跨导、强驱动能力和器件的高跨导、强驱动能力和CMOS器件的高集成度、低功耗的器件的高集成度、低功耗的优点,使它们互相取长补短、发挥优点,使它们互

34、相取长补短、发挥各自优点,制造高速、高集成度、各自优点,制造高速、高集成度、好性能的好性能的VLSI。43工艺上常提到工艺上常提到0.25、0.18指的是特征尺寸指的是特征尺寸 特征尺寸特征尺寸 (Feature Size) / (Critical Dimension) 特征尺寸定义为器件中最小线条宽度特征尺寸定义为器件中最小线条宽度(对对MOS器器件而言,通常指器件栅电极所决定的沟道几何长件而言,通常指器件栅电极所决定的沟道几何长度度),也可定义为最小线条宽度与线条间距之和,也可定义为最小线条宽度与线条间距之和的一半。减小特征尺寸是提高集成度、改进器件的一半。减小特征尺寸是提高集成度、改进器

35、件性能的关键。特征尺寸的减小主要取决于性能的关键。特征尺寸的减小主要取决于光刻技光刻技术术的改进。集成电路的特征尺寸向深亚微米发展,的改进。集成电路的特征尺寸向深亚微米发展,目前的规模化生产是目前的规模化生产是0.18m、0.15 m 、0.13m工艺,工艺, Intel目前将大部分芯片生产制成转换到目前将大部分芯片生产制成转换到0.09 m、 0.065m 。44双极型电路结构45CMOS电路电路CMOS电路结构46Bi-CMOS电路电路Bi-CMOS电路结构47SOI绝缘体上硅工艺SilicononInsulator,SOI488、请描述一下国内的工艺现状。、请描述一下国内的工艺现状。 国

36、内的集成电路的特征尺寸向深亚微米国内的集成电路的特征尺寸向深亚微米发展,目前的规模化生产是发展,目前的规模化生产是0.18m、0.15 m 、0.13m工艺,晶圆的尺寸也工艺,晶圆的尺寸也在增加,当前的主流晶圆的尺寸为在增加,当前的主流晶圆的尺寸为4、6吋,正在向吋,正在向8吋晶圆迈进。吋晶圆迈进。49截至截至2006年,我国年,我国IC生产线共生产线共47条,其中:条,其中: 大尺寸线:大尺寸线:12英寸英寸2条、条、8英寸英寸10条,共条,共12条占条占25.5%,占四分之一。,占四分之一。 中尺寸线:中尺寸线:6英寸英寸12条、条、5英寸英寸9条,共条,共21条,占条,占44.7%,最多

37、为二分之一弱。,最多为二分之一弱。 小尺寸线:小尺寸线:4英寸英寸14条,占条,占29.8%,三分之一弱。,三分之一弱。 总之,从今年我国总之,从今年我国IC生产线投产的速度看出,生产线投产的速度看出,“十一五十一五”规划期间原先预计将投产规划期间原先预计将投产20条条25条条芯片线的预测是完全可能实现的。因为这个预测芯片线的预测是完全可能实现的。因为这个预测平均要求每年投产平均要求每年投产4条条5条芯片线,而头一年到条芯片线,而头一年到十一月中旬就已增加了十一月中旬就已增加了7条线。条线。50515253545556579、介绍几家你所熟悉的封测厂、介绍几家你所熟悉的封测厂江苏长电科技股份有

38、限公司(江苏新潮科技公司)江苏长电科技股份有限公司(江苏新潮科技公司)Http:/www.cj-地址:江苏省江阴市滨江中路地址:江苏省江阴市滨江中路275号江苏长电科技号江苏长电科技股份有限公司是中国半导体封装生产基地,国内股份有限公司是中国半导体封装生产基地,国内著名的三极管制造商,集成电路封装测试龙头企著名的三极管制造商,集成电路封装测试龙头企业,国家重点高新技术企业和省园林化工厂。公业,国家重点高新技术企业和省园林化工厂。公司占地司占地12万平方米,净化厂房万平方米,净化厂房8万平方米。在万平方米。在2800余名员工中科技人员占余名员工中科技人员占40%.2004年形成年产:集年形成年产

39、:集成电路成电路35亿块;大中小功率三极管亿块;大中小功率三极管150亿只的能力。亿只的能力。 58无锡华润安盛科技有限公司无锡华润安盛科技有限公司http:/ 无锡华润安盛科技有限公司无锡华润安盛科技有限公司 (以下简称(以下简称“华华润安盛润安盛”),是香港上市公司华润励致的),是香港上市公司华润励致的 核心核心企业企业 和中国著名的民族微电子企业和中国著名的民族微电子企业华润微华润微电子的下属公司,也是华润微电子与世界第三电子的下属公司,也是华润微电子与世界第三大半导体封装测试企业大半导体封装测试企业 STATS Chip PAC 合资合资成立的中外合资股份有限公司。主要为海内外成立的中

40、外合资股份有限公司。主要为海内外半导体芯片设计、晶圆制造供应商提供集成电半导体芯片设计、晶圆制造供应商提供集成电路封装、测试和超薄减薄等代工服务。路封装、测试和超薄减薄等代工服务。 59华润安盛面向高速发展的海内外半导体华润安盛面向高速发展的海内外半导体市场,以市场,以“跻身全球十大半导体封装测跻身全球十大半导体封装测试企业试企业”为愿景,遵循为愿景,遵循“以最具竞争力以最具竞争力的专业服务,成为半导体封装测试的首的专业服务,成为半导体封装测试的首选,实现股东价值与员工价值的最大化选,实现股东价值与员工价值的最大化”的使命,产销规模以每年的使命,产销规模以每年 30% 以上的幅以上的幅度增长,

41、并跻身国内同行业领先地位,度增长,并跻身国内同行业领先地位,被中国半导体行业协会、中国电子信息被中国半导体行业协会、中国电子信息产业发展研究院评选为产业发展研究院评选为“中国最具成长中国最具成长性的半导体封装测试企业性的半导体封装测试企业”。6061lGAPT 集团是一家外商独资的半导体后工序企集团是一家外商独资的半导体后工序企业,计划于上海浦东开发区张江高科技园区投业,计划于上海浦东开发区张江高科技园区投资数亿美元,建立一个完整的封装设计资数亿美元,建立一个完整的封装设计,组装组装,测试与凸晶企业测试与凸晶企业, GAPT 将结合现有芯片制造将结合现有芯片制造商及商及IC设计公司设计公司,

42、为我们的客户提供最好的为我们的客户提供最好的一一站式站式(One Stop shopping)全方位产品及服务。全方位产品及服务。GAPT第一颗第一颗 PBGA27X27产品在产品在2001年年5月月1日诞生并已通过所有可靠性测试并在年底开始日诞生并已通过所有可靠性测试并在年底开始量产;量产;PBGA35X35、31X31、37.5X37.5(包(包含散热盖的设计)含散热盖的设计),多芯片模组多芯片模组,系统芯片及系统芯片及TFBGA、QFN已通过审验开始量产;同时已通过审验开始量产;同时QFP 高脚数产品生产线已在高脚数产品生产线已在2002年第二季度建年第二季度建立,产量不断提高。立,产量

43、不断提高。62http:/ 厦门永红电子有限公司是电子部重点扶持的最厦门永红电子有限公司是电子部重点扶持的最早从事高精度半导体和集成电路塑封引线框架早从事高精度半导体和集成电路塑封引线框架frame开发、生产及精密模具开发、生产及精密模具tooling制造的专制造的专业厂家。公司于业厂家。公司于1983年由天水永红器材厂与厦年由天水永红器材厂与厦门华夏集团联营创建,门华夏集团联营创建,2001年年7月引入社会资月引入社会资金后再经股权优化而成。金后再经股权优化而成。63l星科金朋公司是世界排名前列的半导体封装测试星科金朋公司是世界排名前列的半导体封装测试公司,提供全球各地客户整体与快捷的高质量

44、服公司,提供全球各地客户整体与快捷的高质量服务。客户群包括数家晶圆代工厂、全球知名务。客户群包括数家晶圆代工厂、全球知名IDM大厂与遍布全球各地集成电路设计公司。服务产大厂与遍布全球各地集成电路设计公司。服务产品种类含盖通信、电脑、电源供应器与数据型消品种类含盖通信、电脑、电源供应器与数据型消费性产品等。以先进制造与管理技术为基础,加费性产品等。以先进制造与管理技术为基础,加上全球性布局,星科金朋在全球封装测试业树立上全球性布局,星科金朋在全球封装测试业树立了可靠与高质量服务的标竿。星科金朋公司在全了可靠与高质量服务的标竿。星科金朋公司在全球拥有一万多名员工,在新加坡、中国及中国台球拥有一万多

45、名员工,在新加坡、中国及中国台湾地区、韩国、马来西亚和美国等地设有工厂。湾地区、韩国、马来西亚和美国等地设有工厂。 星科金朋(上海)有限公司位于上海西郊经济技星科金朋(上海)有限公司位于上海西郊经济技术开发区,距虹桥机场仅术开发区,距虹桥机场仅8公里之遥,现有员工公里之遥,现有员工四千多人,占地面积四千多人,占地面积11万平方米。公司提供定期万平方米。公司提供定期和不定期的员工海外培训机会,为员工的发展提和不定期的员工海外培训机会,为员工的发展提供广阔的平台。供广阔的平台。 64乐山菲尼克斯半导体有限公司乐山菲尼克斯半导体有限公司(中国四川乐山)(中国四川乐山)l安森美半导体是中国西部投资的先

46、驱者,在安森美半导体是中国西部投资的先驱者,在1995年其作年其作为摩托罗拉半导体元件部与乐山无线电股份有限公司合为摩托罗拉半导体元件部与乐山无线电股份有限公司合资成立了乐山菲尼克斯半导体有限公司,走在中国的资成立了乐山菲尼克斯半导体有限公司,走在中国的西部大开发政策之前。安森美半导体在这个合资企业里西部大开发政策之前。安森美半导体在这个合资企业里拥有拥有51的股份的股份, 乐山无线电股份有限公司占乐山无线电股份有限公司占39,摩托,摩托罗拉占罗拉占10。乐山菲尼克斯已成为四川省最大的外商。乐山菲尼克斯已成为四川省最大的外商投资企业和最大的电子出口商之一。该公司在新芯片厂投资企业和最大的电子出

47、口商之一。该公司在新芯片厂投资前的核准投资额达投资前的核准投资额达2.80亿美元。乐山菲尼克斯已亿美元。乐山菲尼克斯已经成为安森美半导体中国乃至全球卓越的半导体制造中经成为安森美半导体中国乃至全球卓越的半导体制造中心,并能制造出具有世界级品质和成本保持在基准点水心,并能制造出具有世界级品质和成本保持在基准点水平的产品。工厂每年生产超过平的产品。工厂每年生产超过100亿只器件,生产能力正亿只器件,生产能力正在稳定地增长。在稳定地增长。2002年年8月,安森美半导体成为首家宣布月,安森美半导体成为首家宣布在中国西部投资六英寸芯片厂的跨国公司,在中国西部投资六英寸芯片厂的跨国公司, 扩大其在乐扩大其

48、在乐山菲尼克斯合资厂的规模。山菲尼克斯合资厂的规模。65宇芯宇芯 (成都成都) 集成电路封装测试有限公司集成电路封装测试有限公司友尼森(友尼森(Unisem)()(.my)成立)成立于于1989年,马来西亚第二大半导体封装测试公司,年,马来西亚第二大半导体封装测试公司,1992年开始从事独立的年开始从事独立的IC封装和测试,目前为客封装和测试,目前为客户提供晶圆制造,晶圆测试、户提供晶圆制造,晶圆测试、IC封装与测试及相封装与测试及相关辅助服务,拥有世界领先的半导体封装测试技关辅助服务,拥有世界领先的半导体封装测试技术,总部位于马来西亚霹雳州怡保,并在马来西术,总部位于马来西亚霹雳州怡保,并在

49、马来西亚,英国,中国等国家拥有生产基地,约亚,英国,中国等国家拥有生产基地,约94%的的产品销往欧美,产品销往欧美,6%销往亚洲。销往亚洲。 66l2004年年8月,友尼森宣布,将投资月,友尼森宣布,将投资2.1亿美金在亿美金在成都高新西区出口加工区西区新建友尼森旗下成都高新西区出口加工区西区新建友尼森旗下现代化程度最高的半导体工厂,使其成为友尼现代化程度最高的半导体工厂,使其成为友尼森在全球的旗舰企业森在全球的旗舰企业宇芯(成都)集成电宇芯(成都)集成电路封装测试有限公司路封装测试有限公司,新工厂将采用目前世界上新工厂将采用目前世界上最先进的全新的设备,生产最先进的全新的设备,生产SLP、B

50、GA、SOIC、TSSOP等高端产品。等高端产品。2004年底,宇芯工厂开建,年底,宇芯工厂开建, 2006年中开始投产。友尼森宇芯年中开始投产。友尼森宇芯(成都成都)项目全部项目全部建成后,员工总数将达到建成后,员工总数将达到4500-5600人。人。 宇芯宇芯成都以团队精神、信赖、责任、主动、关爱为成都以团队精神、信赖、责任、主动、关爱为核心价值,并倾注极大的关注在员工福利、健核心价值,并倾注极大的关注在员工福利、健康与安全上。我们把员工视为企业最有价值的康与安全上。我们把员工视为企业最有价值的资产,并为员工提供良好的培训包括海外培训资产,并为员工提供良好的培训包括海外培训的机会,及广阔的

51、发展空间。的机会,及广阔的发展空间。67lhttp:/www.fujitsu- 公司现有公司现有DIP、SIP、SOP、QFP、SSOP、TQFP、MCM等系列等系列封装形式,多个产品填补国内空白。封装形式,多个产品填补国内空白。68692006年度国内十大半导体企业统计结果年度国内十大半导体企业统计结果http:/行业动态行业动态2007年4月9日 为全面总结为全面总结2006年国内各有关半导体企业所取年国内各有关半导体企业所取得的成绩,依据参加全国半导体行业统计企业的得的成绩,依据参加全国半导体行业统计企业的上报数据,中国半导体行业协会分别排出上报数据,中国半导体行业协会分别排出2006年

52、年度国内度国内10大集成电路设计企业、大集成电路设计企业、10大集成电路与大集成电路与分立器件制造企业以及分立器件制造企业以及10大封装测试企业,其结大封装测试企业,其结果如下:果如下:707172天津天津江阴江阴7310、半导体工艺中,掺杂有哪、半导体工艺中,掺杂有哪几种方式?几种方式?74GDS D G SP-siNN2SiOAl 掺杂工艺(扩散与离子注入)掺杂工艺(扩散与离子注入) 通过掺杂可以在硅衬底上形成不同类型的半导体区通过掺杂可以在硅衬底上形成不同类型的半导体区域,构成各种器件结构。掺杂工艺的基本思想就是通过域,构成各种器件结构。掺杂工艺的基本思想就是通过某种技术措施,将一定浓度

53、的某种技术措施,将一定浓度的价元素,如硼,或价元素,如硼,或价价元素,如磷、砷等掺入半导体衬底。元素,如磷、砷等掺入半导体衬底。75掺杂:将需要的杂质掺入特定的掺杂:将需要的杂质掺入特定的半导体区域中,以达到改变半导半导体区域中,以达到改变半导体电学性质,形成体电学性质,形成PN结、电阻、结、电阻、欧姆接触欧姆接触磷磷(P)、砷、砷(As) N型硅型硅硼硼(B) P型硅型硅掺杂工艺:扩散、离子注入掺杂工艺:扩散、离子注入76替位式扩散:替位式扩散:杂质离子占据硅原子的位:杂质离子占据硅原子的位:、族元素族元素一般要在很高的温度一般要在很高的温度(9501280)下进行,下进行,横向扩散严重。但

54、对设备的要求相对较低。横向扩散严重。但对设备的要求相对较低。磷、硼、砷等在二氧化硅层中的扩散系数均磷、硼、砷等在二氧化硅层中的扩散系数均远小于在硅中的扩散系数,远小于在硅中的扩散系数,可以利用氧化层可以利用氧化层作为杂质扩散的掩蔽层作为杂质扩散的掩蔽层间隙式扩散:间隙式扩散:杂质离子位于晶格间隙:杂质离子位于晶格间隙:Na、K、Fe、Cu、Au 等元素等元素扩散系数要比替位式扩散大扩散系数要比替位式扩散大67个数量级个数量级(绝对不许用手摸硅片(绝对不许用手摸硅片防止防止Na+沾污沾污。)77例如,在例如,在N型衬底上掺硼,可以使原先型衬底上掺硼,可以使原先的的N型衬底电子浓度变小,或使型衬底

55、电子浓度变小,或使N型衬底改型衬底改变成变成P型;如在型;如在N型衬底表面掺磷,可以提型衬底表面掺磷,可以提高衬底的表面杂质浓度。高衬底的表面杂质浓度。 掺杂分为热扩散法掺杂和离子注入法掺杂分为热扩散法掺杂和离子注入法掺杂。由光刻工艺掺杂。由光刻工艺(刻蚀刻蚀)为掺杂确定掺杂的为掺杂确定掺杂的区域,在需要掺杂处区域,在需要掺杂处(即掺杂窗口即掺杂窗口)裸露出硅裸露出硅衬底,非掺杂区则用一定厚度的二氧化硅衬底,非掺杂区则用一定厚度的二氧化硅或者氮化硅等薄膜材料进行屏蔽。离子注或者氮化硅等薄膜材料进行屏蔽。离子注入则常采用一定厚度的二氧化硅、光刻胶入则常采用一定厚度的二氧化硅、光刻胶或这两层材料同

56、时作为掺杂屏蔽。或这两层材料同时作为掺杂屏蔽。78对对P型衬底,如果将一定浓度的型衬底,如果将一定浓度的价元素价元素掺入,将使原先的掺入,将使原先的P型衬底空穴浓度变低,或型衬底空穴浓度变低,或使使P型衬底改变为型衬底改变为N型。同样的,如果在型。同样的,如果在P型衬型衬底表面掺硼,将提高底表面掺硼,将提高P型衬底的表面浓度。型衬底的表面浓度。 所谓所谓热扩散掺杂热扩散掺杂就是利用原子在高温下的就是利用原子在高温下的扩散运动,使杂质原子从浓度很高的杂质源向扩散运动,使杂质原子从浓度很高的杂质源向硅中扩散并形成一定的分布。热扩散通常分两硅中扩散并形成一定的分布。热扩散通常分两个步骤进行:预淀积和

57、再分布。预淀积是在高个步骤进行:预淀积和再分布。预淀积是在高温下,利用杂质源,如硼源、磷源等,对硅片温下,利用杂质源,如硼源、磷源等,对硅片上的掺杂窗口进行扩散,在窗口处形成一层较上的掺杂窗口进行扩散,在窗口处形成一层较薄但具有较高浓度的杂质层。这是一种恒定表薄但具有较高浓度的杂质层。这是一种恒定表面源的扩散过程。面源的扩散过程。79再分布是利用预淀积所形成的表面杂质层再分布是利用预淀积所形成的表面杂质层做杂质源,在高温下将这层杂质向硅体内扩散做杂质源,在高温下将这层杂质向硅体内扩散的过程。通常再分布的时间较长,通过再分布,的过程。通常再分布的时间较长,通过再分布,可以在硅衬底上形成一定的杂质

58、分布和结深。可以在硅衬底上形成一定的杂质分布和结深。再分布是限定表面源扩散过程。再分布是限定表面源扩散过程。 80离子注入离子注入 离子注入离子注入是另一种掺杂技术,离子是另一种掺杂技术,离子注入掺杂也分为两个步骤:离子注入和注入掺杂也分为两个步骤:离子注入和退火再分布。离子注入是通过高能离子退火再分布。离子注入是通过高能离子束轰击硅片表面,在掺杂窗口处,杂质束轰击硅片表面,在掺杂窗口处,杂质离子被注入硅本体,在其他部位,杂质离子被注入硅本体,在其他部位,杂质离子被硅表面的保护层屏蔽,完成选择离子被硅表面的保护层屏蔽,完成选择掺杂的过程。进入硅中的杂质离子在一掺杂的过程。进入硅中的杂质离子在一

59、定的位置形成一定的分布。通常,离子定的位置形成一定的分布。通常,离子注入的深度注入的深度(平均射程平均射程)较浅且浓度较大,较浅且浓度较大,必须重新使它们再分布。掺杂深度由注必须重新使它们再分布。掺杂深度由注入杂质离子的能量和质量决定,掺杂浓入杂质离子的能量和质量决定,掺杂浓度由注入杂质离子的数目度由注入杂质离子的数目(剂量剂量)决定。决定。 81同时,由于高能粒子的撞击,导致硅结同时,由于高能粒子的撞击,导致硅结构的晶格发生损伤。为恢复晶格损伤,在离构的晶格发生损伤。为恢复晶格损伤,在离子注入后要进行退火处理,根据注入的杂质子注入后要进行退火处理,根据注入的杂质数量不同,退火温度在数量不同,

60、退火温度在450950之间,掺之间,掺杂浓度大则退火温度高,反之则低。在退火杂浓度大则退火温度高,反之则低。在退火的同时,掺入的杂质同时向硅体内进行再分的同时,掺入的杂质同时向硅体内进行再分布,如果需要,还要进行后续的高温处理以布,如果需要,还要进行后续的高温处理以获得所需的结深和分布。获得所需的结深和分布。 离子注入技术以其掺杂浓度控制精确、离子注入技术以其掺杂浓度控制精确、位置准确等优点,正在取代热扩散掺杂技术,位置准确等优点,正在取代热扩散掺杂技术,成为成为VLSI工艺流程中掺杂的主要技术。工艺流程中掺杂的主要技术。 82离子注入离子注入 的优点:的优点: 掺杂的均匀性好掺杂的均匀性好

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