微电子技术发展现状与趋势.doc

本文由jschen63贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 微电子技术的发展 主要内容 微电子技术概述； 微电子发展历史及特点； 微电子前沿技术； 微电子技术在军事中的应用。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 2 2010-11-26 北京理工大学微电子所 3 工艺流程图 厚膜、深刻蚀、次数少 多次重复 去 除 刻 刻蚀 牺 牲 层 ， 释 放 结 构 多 工艺 工工艺 2010-11-26 工 5 微电子技术概述 微电子技术是随着集成电路，尤其是超大规模集成电路而 发展起来的一门新的技术。微电子技术包括系统电路设计、 器件物理、工艺技术、材料制备、自动测试以及封装、组 装等一系列专门的技术，微电子技术是微电子学中的各项 工艺技术的总和； 微电子学是一门发展极为迅速的学科，高集成度、低功耗、 高性能、高可靠性是微电子学发展的方向； 衡量微电子技术进步的标志要在三个方面：一是缩小芯片 中器件结构的尺寸，即缩小加工线条的宽度；二是增加芯 片中所包含的元器件的数量，即扩大集成规模；三是开拓 有针对性的设计应用。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 6 微电子技术的发展历史 1947年晶体管的发明；到1958年前后已研究成功 以这种组件为基础的混合组件； 1962年生产出晶体管——晶体管逻辑电路和发射 极耦合逻辑电路； 由于MOS电路在高度集成和功耗方面的优点，70 年代，微电子技术进入了MOS电路时代； 随着集成密度日益提高，集成电路正向集成系统 发展，电路的设计也日益复杂、费时和昂贵。实 际上如果没有计算机的辅助，较复杂的大规模集 成电路的设计是不可能的。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 7 微电子技术的发展特点 超高速： 从1958年TI研制出第一个集成电路触发器算起， 到2003年Intel推出的奔腾4处理器（包含5500 万个晶体管）和512Mb DRAM（包含超过5亿个 晶体管），集成电路年平均增长率达到45％； 辐射面广： 集成电路的快速发展，极大的影响了社会的方 方面面，因此微电子产业被列为支柱产业。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 8 2010-11-26 北京理工大学微电子所 9 摩尔定律 1965年，美国硅谷仙童半导体公司的戈登.摩尔，研 究了1959到1965年半导体工业发展的数据，发现： 如果将能够集成在一块芯片上的晶体管数量画在一个 半对数坐标上，可以得到一条直线； 归纳出：集成电路上可容纳的晶体管数量，大约每隔 18～24个月就会翻一番； 此后半导体工业的发展也进一步地证实了这一结论： 1969年Intel 4位微处理器4004有2300只晶体管， 时钟频率104KHz。 1998年Intel推出的奔腾II，32位的处理器，有750 万只晶体管，CPU 时钟450MHz，集成度提高了 260倍，而时钟频率提高了4326倍。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 10 2010-11-26 北京理工大学微电子所 11 微电子前沿技术 微电子制造工艺，包括元器件的生产、测试和 封装等； 微电子材料的研究； 超大规模集成电路/混合信号/射频集成电路设 计技术； MEMS技术等。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 12 微电子制造工艺 微加工技术（Microfabrication）是制造MEMS的 主要手段。微加工技术包括IC制造技术（如光刻、 薄膜淀积、注入扩散、干法和湿法刻蚀等）、微 机械加工技术（Micromachining）（如牺牲层技术、 各向异性刻蚀、反应离子深刻蚀（DRIE）、 LIGA、双面光刻、键合，以及软光刻技术等）和 特殊微加工技术。目前微电子制造的主要方法也 是“自上而下”的微型化过程，即采用光刻和刻 蚀等微加工方法，将大的材料制造为小的结构和 器件，并与电路集成，实现系统微型化。 2010-11-26 北京理工大学微电子所 13 光刻工艺示意图 2010-11-26 北京理工大学微电子所 14 光刻工艺面临的技术问题 由于工艺尺寸的减小，必须使用波长更短的光 源，实现越来越困难，从早期的水银灯直到现 在使用的远紫外线，甚至研发中的粒子束； 导致光刻设备以