第1章集成电路的基本制造工艺(1).ppt

1、集成电路原理与制造工艺,学校：长春理工大学 专业：电子材料与元器件 教师：赵 建 勋,2020/7/7,2,集成电路的基本概念 半导体集成电路的分类 半导体集成电路的几个重要概念,上节课内容要点,2020/7/7,3,内容概述,双极型集成电路,MOS集成电路,按器件类型分,按集成度分,SSI（100以下个等效门）,MSI（103个等效门）,LSI （104个等效门）,VLSI（104个以上等效门）,集成度、特征尺寸、硅片直径、芯片尺寸,按信号类型分,模拟集成电路,数字集成电路,BiCMOS集成电路,数模混合集成电路,2020/7/7,4,2020/7/7,5,第一章 集成电路制造工艺,2020

2、/7/7,6,集成电路基本制造工艺 双极集成电路的基本制造工艺 双极集成电路中的元件结构 双极集成电路的基本工艺 MOS集成电路的基本制造工艺 MOS集成电路中的元件结构 MOS集成电路的基本工艺 BiCMOS工艺,本章内容提要,2020/7/7,7,本节课内容,双极集成电路的基本工艺,双极集成电路中元件结构,集成电路的基本制造工艺,2020/7/7,8,一、集成电路的基本制造工艺,2020/7/7,9,参考书,1、半导体制造技术 【美】Michael Quirk Julian Serda著，韩郑生 等译，海潮和、徐秋霞 等审校，电子工业出版社 2、芯片制造半导体工艺制程实用教程【美】Pete

3、r Van Zant著，韩郑生，赵树武译，电子工业出版社 3、半导体工艺 【美】K.A.杰克逊主编，屠海令等译校，科学出版社 4、薄膜技术与薄膜材料 田民波编著，清华大学出版社,2020/7/7,10,芯片剖面图,IC产业流程图,IC测试厂,硅原料,拉 晶,切 割,研 磨,清 洗,晶圆材料厂,电路设计,CAD,Tape out,电路设计公司,Reticle 制作,mask制作厂,硅片投入,刻 号,清 洗,氧 化,化学气相沉积,金属溅镀,护层沉积,蚀刻,离子注入/扩散,光阻去除,WAT测试,微影 (光阻) (曝光) (显影),mask投入,集成电路 制造厂,硅片针测,IC测试,Burn in,I

4、C封装厂,封 装,打 线,切 割,客 户,IC制造流程,芯片设计,晶圆制造,芯片封装,芯片测试,芯片制造,光罩制造,上游：设计,中游：制造,下游：封测,IC设计,IC设计- EDA ,外延层的厚度Tepi;,A,A,Tepi xjc+xmc +TBL-up+tepi-ox,后道工序生成氧化层消耗的外延厚度,基区扩散结深,集电结耗尽区宽度,隐埋层上推距离,TTL电路：37m 模拟电路：717m,2020/7/7,97,典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程,4:第二次光刻-P隔离扩散孔光刻,2020/7/7,98,典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程,5:第三次光刻-P型基区扩散孔光刻

5、,2020/7/7,99,典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程,6:第四次光刻-N+发射区扩散孔光刻,2020/7/7,100,典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程,7:第五次光刻-引线孔光刻,2020/7/7,101,典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程,8:铝淀积,2020/7/7,102,典型PN结隔离双极集成电路中元件的形成过程,9:第六次光刻-反刻铝,2020/7/7,103,双极集成电路元件剖面图,B,E,C,p,n+,n-epi,n+,P+,P+,S,P-Si,n+-BL,B,E,C,S,A,A,P+隔离扩散,P基区扩散,N+扩散,接触孔,铝线,隐埋层,2020

6、/7/7,104,B,E,C,p,n+,n-epi,n+,P+,P+,S,P-Si,n+-BL,为了减小集电极串联电阻,饱和压降小，电阻率应取小.,为了减小结电容,击穿电压高，外延层下推小,电阻率应取大;,折中,TTL电路：0.2.cm 模拟电路：0.55.cm,双极型集成电路工艺流程汇总（典型PN结隔离的TTL电路工艺）,2020/7/7,105,衬底准备（P型）,光刻n+埋层区,氧化,n+埋层区注入,清洁表面,1.衬底准备2.第一次光刻N+隐埋层扩散孔光刻,生长n-外延,隔离氧化,光刻p+隔离区,p+隔离注入,p+隔离推进,3.外延层淀积 4.第二次光刻P+隔离扩散孔光刻,光刻硼扩散区,硼扩散,5.第三次光刻P型基区扩散孔光刻,光刻磷扩散区,