半导体器件物理-概论课件

1、Semiconductor Device Physics 教材和参考资料教材和参考资料q半导体器件物理与工艺施敏苏州大学出版社q半导体制造技术Michael Quirk et al. 电子工业出版社q微电子学概论 张兴 北京大学出版社q固体物理黄昆高等教育出版社qHandbook of Semiconductor Fabrication TechnologyNew York :Marcel Dekker,c2000 q半导体中的杂质深能级 A.G.米尔恩斯 科学出版社q以及其他的papers、conferences、handouts基本内容基本内容q掌握半导体物理基本理论q掌握基本器件物理知识

2、q掌握IC制造工艺知识qPspice建模q了解什么是微电子学和研究什么方面q了解微电子学的过去、现状和未来q初步了解集成电路设计、集成电路CAD方法等基本概念课程内容课程内容q概论Introduction q第一部分半导体物理 Semiconductor Physicsq第二部分半导体器件Semiconductor Devicesq第三部分 半导体工艺 Semiconductor Technology第一部分第一部分 半导体物理半导体物理q第一章 概述Introductionq第二章 热平衡时的能带和载流子浓度Band Level and Carriers density in Thermal

3、 Equilibriumq第三章 载流子输送现象 Carriers Transport Phenomena第二部分第二部分 半导体器件半导体器件q第四章 p-n结PN Junctionq第五章 双极型晶体管及相关器件Bipolar Junction Transistor & Related Devicesq第六章 MOSFET及相关器件Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor & Related Devicesq第七章 MESFET及相关器件Metal Semiconductor Field Effect Transistor & Re

4、lated Devicesq第八章 微波二极管、量子效应和热电器件Microwave Diode, Quantum Effect & Pyroelectric Devicesq第九章 光电器件Photoelectric Devices第三部分第三部分 半导体工艺半导体工艺q半导体产业介绍半导体产业介绍q硅片制作中的沾污控制硅片制作中的沾污控制q测量学和缺陷检查测量学和缺陷检查q晶体生长和外延晶体生长和外延q薄膜淀积薄膜淀积q图形曝光与光刻图形曝光与光刻q杂质掺杂杂质掺杂从事半导体工艺方面的工作很有用！设计设计/制造企业：制造企业：芯片设计和芯片制造代工企业：代工企业：在芯片制造业中，有一类特殊

5、的企业，专门为其他芯片设计企业制造芯片，这类企业称为晶圆代工厂（foundry）。典型的有：台积电（台湾积体电路制造股份有限公司）台联电（联华电子公司）中芯国际半导体器件物理研究什么？半导体器件物理研究什么？ 研究半导体器件中电子或空穴的运动规律电子或空穴的运动规律，如何通过“能带裁剪工能带裁剪工程程“(构造特定形状的势垒结构势垒结构)来控制载流子(电子、空穴)的运动，使其载流子的运动行为满足特定的要求满足特定的要求。以及在不同器件结构下，研究其不同方面的电性能和光性能电性能和光性能。为什么要学习该课程？为什么要学习该课程？ 身为一个应用物理、电机工程、电子工程或材料科学领域的学生，你可能会自

6、问:为什么要学习这为什么要学习这门课程？门课程？理由很简单理由很简单 自从1998年以来，电子工业是世界上规模最大的工业，其全球销售量超过一万亿美元。而半导体器件正是此工业的基础。另外，要更深入地了解电子学的相关课程，拥有半导体器件的最基本的知识是必要的，它也可以使你对现代这个由电子技术发展而来的信息时代有所贡献。19802000年的全球国民生产总值（WGP）及电子、汽车、半导体和钢铁工业的销售量，并外插此曲线到2010年止 半导体工业的核心是什么？半导体工业的核心是什么？从上图中可以得知： 电子工业和半导体工业已经超过传统的钢铁工业、汽车工业，成为21世纪的高附加值、高科技的产业。电子工业的

7、高速发展依赖于半导体工业的快速提高，而在半导体工业中其核心是集成电路集成电路（电集成、光集成、光电集成电集成、光集成、光电集成），集成电路在性能、集成度、速度等方面的快速发展是以半导体物理、半导体器件、半导体制造工艺的发展为基础的。核心是：集成电路集成电路【Integrated Circuit：IC】 通过一系列特定的平面制造工艺，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关系，“集成”在一块半导体单晶片上，并封装在一个保护外壳内，能执行特定的功能复杂电子系统。 半导体器件物理为其提供了基础知识，是半导体工业的发展平台。ICIC的战略地位的战略地位集成电路的战略地位首

8、先表现在当代国民经济的“食物链”关系。进入信息化社会的判据：半导体产值占工农业总产值的0.5%。据美国半导体协会（据美国半导体协会（SIASIA）预测）预测集成电路产值集成电路产值1万亿美元万亿美元GDP50万亿美元万亿美元2012年年世界世界GDP增长与世界集成电路产业增长情况比较（资料来源：增长与世界集成电路产业增长情况比较（资料来源：ICE商业部）商业部）两个例子两个例子中国台湾地区60年代后期人均年代后期人均GDP200-300美元美元（1967年为年为267美元）美元）70-80年代大力发展集成电路产业年代大力发展集成电路产业90年代年代IT业高速发展业高速发展97年人均年人均GDP

9、=13559美元美元中国IT企业与Intel公司利润的比较同样，同样，TI（德州仪器，（德州仪器，Texas Instruments）公司的公司的技术创新技术创新，数字信，数字信号处理器（号处理器（DSP）使它的利润率比诺基亚高出）使它的利润率比诺基亚高出10个百分点。个百分点。q几乎所有的传统产业与微电子技术结合，用集成电路芯片进行智能改造，都可以使传统产业重新焕发青春；q全国各行业的风机、水泵的总耗电量约占了全国发电量的30%，仅仅对风机、水泵采用变频调速等电子技术进行改造，每年即可节电500亿度以上，相当于三个葛洲坝电站的发电量(157亿度/年)；q固体照明工程，对白炽灯进行高效节能改造

10、，并假设推广应用30%，所节省的电能相当于三座大亚弯核电站的发电量(139亿度/年)。微电子对传统产业的渗透与带动作用微电子对传统产业的渗透与带动作用对国家安全与国防建设的作用对国家安全与国防建设的作用q 在农业社会：大刀长矛等冷兵器；q 在工业化社会：枪、炮等热兵器q 信息化社会： IC成为武器的一个组成元，电子战、信息战。对信息社会的重要性对信息社会的重要性qInternet基础设施l各种各样的网络：电缆、光纤(光电子)、无线 .l路由和交换技术：路由器、交换机、防火墙、网关 .l终端设备：PC、NetPC、WebTV .l网络基础软件：TCP/IP、DNS、LDAP、DCE .qInte

11、rnet服务l 信息服务: 极其大量的各种信息l 交易服务: 高可靠、高保密 .l 计算服务: “网络”微电子产业的战略重要性微电子产业的战略重要性2020年世界最大的30个市场领域：其中与微电子相关的22个市场：5万亿美元（Nikkei Business 1999）是否回答你的疑问？是否回答你的疑问？器件的基础结构器件的基础结构人类研究半导体器件已经超过125年，迄今大约有60种主要的器件以及100种和主要器件相关的变异器件。但所有这些器件均可由几种基本器件结构所组成。金属-半导体用来做整流接触，欧姆接触；利用整流接触当作栅极、利用欧姆接触作漏极(drain)和源极(source)。p-n结

12、是半导体器件的关键基础结构，其理论是半导体器件物理的基础。可以形成p-n-p双极型晶体管，形成p-n-p-n结构的可控硅器件。异质结是快速器件和光电器件的关键构成要素。用MOS结构当作栅极，再用两个p-n结分别当作漏极和源极，就可以制作出MOSFET。晶体管的发明晶体管的发明q1946年1月，Bell实验室正式成立半导体研究小组, W. Schokley， J. Bardeen、W. H. Brattain。qBardeen提出了表面态理论， Schokley给出了实现放大器的基本设想， Brattain设计了实验。q1947年12月23日，第一次观测到了具有放大作用的晶体管。Brattain

13、中国厦门1956年诺贝尔物理学奖集成电路的发明集成电路的发明q1952年5月，英国科学家G. W. A. Dummer第一次提出了集成电路的设想。q1958年以（德州仪器公司）TI的科学家基尔比(Clair Kilby)为首的研究小组研制出了世界上第一块集成电路，并于1959年公布了该结果。qIntel公司德诺宜斯（Robert Noyce）同时间发明了IC的单晶制造概念。Clair Kilby (TI)Robert Noyce(Intel)其他的重要里程碑其他的重要里程碑q布朗(Braun)在1874年发现金属和金属硫化物(如铜铁矿，copper pyrite)接触的阻值和外加电压的大小及方

14、向有关。q在1907年，朗德(Round)发现了电致发光效应(即发光二极管，1ight-emitting diode，LED)，观察到当在碳化硅晶体两端外加10V的电压时，晶体会发出淡黄色的光。q1952年伊伯斯(Ebers)为复杂的开关器件可控硅器件(thyristor)提出了一个基本的模型。q以硅p-n结制成的太阳能电池(solar cell)则在1954年被阕平(Chapin)等人发明。太阳能电池是目前获得太阳能最主要的技术之一，它可以将太阳光直接转换成电能。q1957年，克罗马(Kroemer)提出了用异质结双极型晶体管(heterjunction bipolar transistor

15、，HBT)来改善晶体管的特性，这种器件有可能成为更快的半导体器件。其他的重要里程碑（续）其他的重要里程碑（续）q1958年江崎(Esaki)则观察到重掺杂(heavily doped)的p-n结具有负电阻的特性，此发现促成了隧道二极管(tunnel diode，或穿透二极管)的问世隧道二极管以及所谓的隧穿现象(tunneling phenomenon，或穿透现象)对薄膜间的欧姆接触或载流子穿透理论有很大贡献。q1960年由姜(Kahng)及亚特拉(Atalla)发明的MOSFET，是先进集成电路最重要的器件。q1962年霍尔(HalI)等人第一次用半导体做出了激光(1aser)。q1963年克

16、罗马(Kroemer)、阿法罗(Alferov)和卡查雷挪(Kazarinov)发表了异质结构激光(heterostructure laser)，奠定了现代激光二极管的基础，使激光可以在室温下连续工作。其他的重要里程碑（续）其他的重要里程碑（续）q1963年冈(Gunn)提出的转移电子二极管(transferred-electron diode，TED)，又称为冈二极管(Gunn diode)，被广泛应用到侦测系统、远程控制和微波测试仪器。q姜士敦(Johnston)等人发明的碰撞电离雪崩渡越时间二极管（IMPATT diode）,是目前可以在毫米波频率下产生最高连续波（continuous

17、wave ,CW）功率器件。q1966年由密德（Mead）发明金半场效应晶体管（MESFET），并成为单片微波集成电路monolitl ic microwave integrate circuit ,MMIC）的关键器件。三种重要的微波器件相继被发明制造出来：其他的重要里程碑（续）其他的重要里程碑（续）q1967年姜(Kahng)和施敏发明了一种非挥发性半导体存储器(nonvolatile semiconductor memory，NVSM)，可以在电源关掉以后，仍然保持其储存的信息。成为应用于便携式电子系统如手机、笔记本电脑、数码相机和智能卡方面最主要的存储器。q1970年波意尔(Boyle

18、)和史密斯(Smith)发明电荷耦合器件(charge-coupled device，CCD)它被大量地用于手提式摄像机(vide camera)和光检测系统上。q1974年张立纲等明了共振式隧道二极管(resonant tunneling diode，RTD)，它是大部分量子效应(quantum-effect)器件的基础量子效应器件因为可以在特定电路功能下，大量地减少器件数量，所以具有超高密集度、超高速及更强的功能q1980年，Minura等人发明了调制掺杂场效应晶体管(modulation-doped field-effect transistor，MODFET)，如果选择适当的异质结材料

19、，这将会是更快速的场效应晶体管。主要半导体器件列表主要半导体器件列表公元半导体器件作者/发明者1874金属半导体接触Braun1970发光二极管（LED）Round1947双极型晶体管（BJT）Bardeen、Brattain及Shochley1949p-n结Shockley1952可控硅器件（thyristor）Ebers1954太阳能电池Chapin、Fuller及Pearson1957异质结双极型晶体管(HBT) Kroemer1958隧道二极管（tunnel diode） Esaki1960金氧半场效应晶体管(MOSFET) Kahng及Atalla1962激光Hall, et al.

20、1963异质结激光Kroemer、Alferov及 Kazarinov1963转移电子二极管(TED)Gunn1965碰撞电离雪崩渡越时间二极管（IMPATT diode）Johnston、Deloach及Cohen1966金半场效应晶体管(MESFET)Mead1967非挥发性半导体存储器(NVSM)Kahng及施敏1970电荷耦合元件(CCD)Boyle及Smith1974共振隧道二权管张立纲、Esaki及Tsu1980调制掺杂场效应晶体管(MODFET)Mimura,et al.1994室温单电子存储器(SEMC)Yano, et al.200115nm金氧半场效应晶体管Yu, et a

21、1.了解了多少？了解了多少？计算机的发展历史计算机的发展历史第一台计算机1832The Babbage Difference Engine25,000个元件费用：7,470$非集成！ENIAC - 第一台电子计算机(1946)非集成！Intel 4004 Micro-Processor19711000 transistors1 MHz operation 集成！Intel Pentium (IV) microprocessor体系架构：90纳米制程二级高速缓存：2MB三级高速缓存：无 主频速率： 3.73 GHz时钟速度：3.73 GHz 前端总线：1066 MHz 集成！ Pentium 4

22、 Prescott使用300mm尺寸硅晶圆生产，300mm晶圆被主要使用在90纳米以及65纳米的芯片制造上， Pentium 4的蚀刻尺寸当前是90纳米。AMD的双核心Opteron处理器国产处理器中国大陆国产处理器中国大陆龙芯一号（神州龙芯公司，2002年注册）基于0.18微米CMOS工艺，32位微处理器。支持最新版本的Linux、VxWork，Windows CE等操作系统。可广泛应用于工业控制、信息家电、通讯、网络设备、PDA、网络终端、存储服务器、安全服务器等产品上。 龙芯3B基于65纳米CMOS工艺，64位微处理器。方舟科技的CPU 北大众志的CPU6 中国台湾中国台湾VIA C3处

23、理器Rise Technology Rise mP6 其他优秀的处理器其他优秀的处理器q嵌入式CPU是指应用于各种信息设备里的CPU，一般功能不太强、主要是以低价格、低功耗为特征，著名的有ARM、MIPS等公司的CPU。q高性能CPU是指应用于服务器和超级计算机中的高性能CPU，例如Alpha、UltraSparc、PowerPC等等。IBM PowerPC 604SUN 0.13m UltraSPARC IV 内核目前Intel的300mm尺寸硅晶圆厂可以做到65纳米的蚀刻尺寸。Intel Core i7Intel Core i7系列系列qCPU主频：3.3GHz 最大睿频：3.9GHz q

24、制作工艺：32纳米 q二级缓存：6*256KB 三级缓存：15MB q核心数量：六核心 十二线程q核心代号：Sandy Bridge-EP 热设计功耗(TDP)：130W q倍频：36倍 内核电压：0.6-1.35V .Intel Core i7 3770Intel Core i7 3770Intel Core i7 4960Intel Core i7 4960qCPU主频：q制作工艺：22纳米 q核心数量：Ivy Bridge-E半导体器件物理研究的层次半导体器件物理研究的层次电子设计的抽象层次结构图器件是半导体器件物理的研究对象！Moore Moore 定律和等比例缩小定律和等比例缩小19

25、65, Intel的创始人之一Gordon Moore在他的论文“cramming more components onto integrated circuits”里预言：每18个月芯片集成度增加一倍。 30年来这个预言基本正确，这个定律适用到2011年。 2002年达到每个芯片100,000,000个晶体管。 2010年达到每个芯片1,000,000,000个晶体管。毫无疑问，在过去的四十年里，摩尔定律成为了科技进步速度的推动力。然而传统的光刻技术正在日益成为半导体制造工艺的瓶颈，在从0.18微米到0.13微米的工艺转换过程中各大厂商都碰到了很多困难（如现阶段CPU制造过程中晶体管本身存在

26、的漏电问题）。不过目前45nm制造工艺已成熟。22nm（2011年）制造工艺也已生产。Moore定律一次次面临严峻的挑战，如果没有技术突破，这一领导行业40多年的经验公式将不再有效。不过不用担心，新的工艺、新的器件结构、纳米电子学为半导体工业带来了曙光！MooreMoore定律：处理器集成度提高定律：处理器集成度提高MooreMoore定律：存储器集成度的提高定律：存储器集成度的提高4倍/3年器件按比例缩小原理器件按比例缩小原理在1974年第九期的IEEE Journal of Solid-State Circuits期刊上，Dennard提出了器件等比例缩小定律。基本思想：MOS器件的横向纵

27、向尺寸（沟道长、宽度等横向尺寸和栅层厚度、结深等纵向尺寸）按一定比例K缩小，单位面积上的功耗可保持不变；这时器件所占的面积（因而成本）可随之缩小K2倍，器件性能可提高K3倍。所以器件越小，同样面积芯片可集成更多、更好的器件，低了器件相对成本。这是摩尔定律的物理基础，也正是这种物理特性，刺激了加速的技术创新。半导体工艺技术半导体工艺技术很多重要的半导体技术其实是由多个以前发明的工艺技术延伸而来的。例如1798年就已经发明了图形曝光工艺，只是当初影像图形是从石片转移过来的。将叙述各种首次被应用到半导体工艺或制作半导体器件而被研发出来的具有里程碑意义的技术。具有里程碑意义的技术q1918年柴可拉斯基

28、(Czochralski)发明了一种液态-固态单晶生长的技术（Cz法），至今仍广泛应用于大部分硅晶片晶体的生长。q1925年布理吉曼(Bridgman)发明另一种技术，被大量用于砷化镓和一些化合物半导体的晶体生长。q1952年魏可(Welker)发现砷化镓和其他的-V族化合物也是半导体材料，相关这些化合物半导体的技术和器件才陆续被深入研究。q1957年，雪弗塔(Sheftal)等人提出用化学气相淀积(CVD)外延生长技术。是在具有晶格结构的晶体表面上，生长出一层半导体晶体薄膜的技术，这种技术对改善器件特性或制造新颖结构器件而言非常重要。晶体生长技术n1969年，门纳赛维(Manasevit)和

29、辛浦生(simpson)提出金属有机化学气相淀积技术(MOCVD)。对化合物半导体而言，这是二种非常重要的外延技术。n1971年，卓以和(Cho)提出了分子束外延(MBE)技术，可以近乎完美地控制原子的排列，所以也可以控制外延层组成和掺杂浓度，这项技术也带来了许多光器件和量子器件的发明。晶体生长技术具有里程碑意义的技术（续）具有里程碑意义的技术（续）q1855年菲克(Fick)提出了基本扩散理论。对半导体工艺而言，杂质原子(dopant)的扩散 (diffusion)是很重要的一种现象。q1952年范恩(Pfann)在其专利中提及利用扩散技术来改变硅的电导率的想法。q1958年肖克莱(Shoc

30、kley)提出了离子注入(ion implantation)技术来掺杂半导体，这种技术可以精确地控制掺杂原子的数目。从此扩散和离子注入两种技术可以相辅相成，用来掺杂。q1957年安卓斯(Andrus)把古老的图形曝光技术应用在半导体器件的制作上，利用一些感光而且抗刻蚀的聚合物(即光阻)来做图形的转移。图形曝光技术是半导体工业中的一个关键性的技术，图形曝光的成本就占了35以上。q1957年弗洛区(Frosch)和德利克(Derrick)提出氧化物掩蔽层方式(oxide masking method)，发现氧化层可以阻止大部分杂质的扩散穿透。 掺杂技术具有里程碑意义的技术（续）具有里程碑意义的技术

31、（续）q1959年科比(Kilby)提出集成电路的雏型。它包含了一个BJT、三个电阻和一个电容，所有的器件都由锗做成，而且由接线相连成一个混合的电路。q1959年诺依斯(Noyce)提出一个在单一半导体衬底上做成的集成电路。q1960年由荷尼(Hoerni)提出平面(planar)工艺，整个半导体表面先生成一层氧化层，再用图形曝光刻蚀工艺；将部分的氧化层移除，并留下一个窗口(window)，然后将杂质透过窗口掺杂到半导体表面后形成p-n结。q1963年由万雷斯(Wanlass)和萨支唐(Sah)提出CMOS的观念，CMOS优点是只有在逻辑状态转换时(如从0到1)才会产生大电流，而在稳定状态时只

32、有极小的电流流过，所以功率耗损可以大幅度减少，对先进集成电路而言，CMOS技术是最主要的技术。具有里程碑意义的技术（续）具有里程碑意义的技术（续）q1967年丹纳(Dennard)发明了一项由两个器件组成的极重要的电路，即动态随机存储器(DRAM).存储单元器件包含了一个MOSFET和一个储存电荷的电容，其中MOSFET作为使电容充电或放电的开关。应用在非便携式(non-portable)电子系统中的第一选择。q1969年柯文(Kerwin)等人提出了多晶硅自对准栅极工艺，这个工艺不但改善了器件的可靠性，还降低了寄生电容。q1969年，门纳赛维(Manasevit)和辛浦生(simpson)提

33、出金属有机化学气相淀积技术(MOCVD)。对化合物半导体而言，这是二种非常重要的外延技术。q1971年尔文(Irving)等人提出，利用CF4-O2的混合气体来刻蚀硅晶片。当器件的尺寸变小，为了增加图形转移的可靠度，干法刻蚀(dry etching)技术取代了湿法腐蚀技术。具有里程碑意义的技术（续）具有里程碑意义的技术（续）q1971年霍夫(Hoff)等人制造出来第一个微处理器(microprocessor)，将一个简单电脑的中央处理单元(CPU)放在一个芯片上，这就是如图的四位微处理器(Intel 4004)，其芯片大小是3mm4mm，并且包含了2300个MOSFET.它是由p型沟道多晶硅栅

34、极工艺做成，设计规范是8um。这是半导体工业上一个重大的突破。q1982年由朗(Rung)等人提出沟槽式绝缘技术，用以隔绝CMOS器件。目前这种方法几乎已取代了所有其他的绝缘技术。q1989年达阀利(Davari)等人提出了化学机械抛光方法（CMP），以得到各层介电层的全面平坦化(global planarization)，这是多层金属布线的关键技术。q1993年帕拉查克（Paraszczak）等人提出在尺寸长度小到100nm时，以铜导线取代铝导线的想法。在亚微米器件中，电致迁移(electromigration)即当强电流通过导线时，使导线的金属离子迁移的情形。铜的抗电致迁移高且电阻率比铝低

35、。器件尺寸等比例缩小后，要求开发新的技术，工业界认为三个关键的技术是：沟槽式隔离（trench isolation）、化学机械抛光(chemical-mechanical polishing，CMP)和铜布线一些关键的半导体技术列表一些关键的半导体技术列表公元技术作者/发明者1918柴可拉斯基晶体生长Czochralski1925 理吉曼晶体生长Brid8man1952-族化合物welker1952扩散Pfann1957图形曝光抗蚀剂AndrMs1957氧化物掩蔽层Frosch及Derrick1957化学气相淀积(CVD)外延晶体生长Sheftal、Kokorlsh及KrasiloV1958离

36、子注入Shockley1958混合型集成电路Kilby1959单片集成电路Noyce1960平面化工艺Hoerni1963互补式金氧半场效应晶体管(CMOS)Wanlass及萨支唐1967动态随机存储器(DRAM)Dennardl969多晶硅自对准栅极Kerwin、K1ein及Sarace1969金属有机化学气相淀积(MOCVD)Manasevit及Sim9son197l于法刻蚀Irving、Lemons及Bobos1971分子束外延卓以和1971微处理器(4004)Hoff，et a1.1982沟楷隔离Rung、Momose及N9gakubo1989化学机械抛光Davari，et a1.19

37、93铜布线Paraszczak,et al.半导体芯片的制造框图半导体芯片的制造框图典型的半导体芯片的制造流程典型的半导体芯片的制造流程硅片的准备外延成膜掩膜掺杂抛光去膜切割引线封装测试电路图的设计半导体芯片制造的关键步骤半导体芯片制造的关键步骤硅片制造工艺流程，光刻为核心半导体制造企业半导体制造企业半导体制造企业可划分为2类：设计/制造企业：许多企业都集合了芯片设计和芯片制造，从芯片的前端设计到后端加工都在企业内部完成。Intel、IBM、Motorola、Samsung、Hynix、Infineon、Philips 、STmicroelectronics等。代工企业：在芯片制造业中，有一类

38、特殊的企业，专门为其他芯片设计企业制造芯片，这类企业称为晶圆代工厂（foundry）。代工的出现是由于现代技术的飞速发展，越来越多的技术需要更加细致的分工，这样可以部分降低企业的成本或风险。比如显卡和主板，它的核心是图形处理器和芯片组，是由象nVIDIA、ATI， INTEL、 AMD、 VIA、SIS、ALI等一些顶级的芯片研发公司设计出来，然后委托给某些工厂加工成芯片和芯片组。 著名代工企业著名代工企业台积电（台湾积体电路制造股份有限公司，TSMC）：如ATI和nVIDIA公司设计的图形处理芯片，或者VIA，SIS，ALI设计的主板南北桥芯片组基本都是由TSMC和UMC这两家公司负责生产。

39、TSMC是由台湾“半导体教父”张忠谋张忠谋先生创建。 45nm线程网址：http:/ /射频电路、高压电路、系统级芯片、嵌入式及其他存储器, 硅基液晶和影像感测器等。65nm制程（2010.8）网址：http:/张汝京张汝京上海宏力(GSMC)：宏力于2000年11月18日奠基，一期项目总投资为16.3亿美元，目前已建成两座12吋规格的厂房，其中一厂A线(8吋线)已投入生产，预计2004年下半年月生产能力可达27,000片八吋硅片，技术水平将达0.13微米。和舰科技（HJTC）:和舰于2001年11月斥资15亿美元建立，坐落于风景优美、驰名中外的“人间天堂”-苏州工业园区，占地1.3平方公里，

40、是一家具有雄厚外资，制造尖端集成电路的一流晶圆专工企业。180nm线程网址：http:/其它半导体制造代工厂其它半导体制造代工厂q华润上华（华润上华科技有限公司，CSMC，无锡） 0.5微米线程 网址：http:/q上海华虹（上海华虹NEC电子有限公司，上海） 180nm线程 网址： http:/qSinMOS中纬（中纬积体电路（宁波）有限公司） 0.8微米线程 网址： http:/测试测试q测试不同于设计过程中的验证；测试指工艺过程中或封装后进行的电学参数测量。q硅片测试是为了检验规格的一致性而在硅片级集成电路上进行的电学参数测量。q硅片测试的目的是检验可接受的电学性能。装配和封装装配和封装

41、装配和封装过程是取出性能良好的器件，将他们放入管壳，用引线将器件上的压点与管壳上的电极互相连接起来。封装为 芯片提供一种保护并将它粘贴到更高级装配板上的措施。封装形式封装形式集成电路的分类按器件结构类型分类集成电路的分类按器件结构类型分类q双极集成电路：主要由双极晶体管构成l NPN型双极集成电路l PNP型双极集成电路优点是速度高、驱动能力强，缺点是功耗较大、集成度较低。q金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路：主要由MOS晶体管构成lNMOSlPMOSlCMOS(互补MOS) 功耗低、集成度高，随着特征尺寸的缩小，速度也可以很高。q双极-MOS(BiMOS)集成电路：同时包括双极和MOS晶体管的集成电路为BiMOS集成电路，综合了双极和MOS器件两者的优点，但制作工艺复杂。按集成电路规模分类按集成电路规模分类 集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目。q小规模集成电路(Small Scale IC，SSI)q中规模集成电路(Medium Sc