《集成电路》.ppt

集成電路 集成電路(IC) 亦稱晶片或微晶片 一種半導體晶圓 數以千計或數以百萬計的微型電阻、電容及電晶體就製造在晶片上面 體積都十分小， 長寬度不超過1厘米 集成電路的發展 集成電路發展里程表 集成電路 製造過程 基本認識 利用矽晶圓生產 要求採用無塵室技術 同時採用物理及化學加工程序Production Production Process Flow 1. 晶圓的預加工 矽晶棒淨化工序 晶棒直徑：12厘米、20厘米、30厘米 區域精煉法（結晶程序） 晶圓切片工序 磨光工序 2. 多層法 電路圖形是通過多層沉積製成 沉積的第一層通常是二氧化矽，是一種絕緣體 3. 製圖 利用曝光顯影技術製成電路圖形 必須採用光阻劑 先用光阻劑顯影，然後再經蝕刻工序處理 通過摻雜擴散和材料沉積工序達到所需特性 4. 熱處理 促進退火和永久接合 提高強度 使結構更均勻 生產流程1 5. 測試 特製測試機 電氣和邏輯測試 確保品質符合要求 找出缺陷 6. 包裝 保護集成電路免受損壞 方便組裝部件 改善熱傳遞 塑料和陶料 7. 最後測試 品質保證 100%測試 特製測試機和工具套 電氣和邏輯測試 可進行電路上測試 生產流程2 摩爾定律 集成電路的複雜程度與摩爾定律 1965年，哥頓．摩爾 提出集成電路中的主動電子部件數目每兩年遞增一倍的現象。今天，這理論一般被稱為「摩爾定律」。  ? 摩爾定律至今依然適用，相信到了2010年以後亦不一定會被推翻 。 微處理器發展趨勢 記憶體發展趨勢 集成電路製造技術的應用 電子方面 趨勢將最少持續多十年 部件的體積將會繼續縮小 將可放入更多數目的電晶體 模擬和數碼電路同時植在一塊矽片上的可行性 線性集成電路 會隨著輸入信號電平的高低顯示連續變化的輸出 輸出信號電平是輸入信號電平的線性函數 在理想情況下，當繪製瞬時輸出對瞬時輸入的關係曲線時，應得出一條直線 線性集成電路多用作 音頻（AF） 射頻（RF） 運算放大器（op amp）是配合這類用途的常見裝置。 數字集成電路 只能在幾個特定的電平或狀態下操作，但不能在一個連續信號幅度範圍內作用 邏輯閘門，例如AND、OR、NAND、NOR是數字集成電路的基本組件，適用於二進位數據操作，即只有兩個不同狀態──低（邏輯0）及高（邏輯1）──的信號。 數字集成電路的應用 這類裝置廣泛應用於 電腦 電腦網絡 數據機 計頻器 集成電路製造技術的應用 微電子及機械裝置 製造小型機械式裝置，例如槓桿和齒輪系統 製造感應器和控制器 近期面世的一些裝置已同時包含有感應器和數碼邏輯電路，兩者都是植在同一塊矽片上 集成電路製造技術的應用 生物科技 人類基因圖譜計劃的目的是對人體內的去氧核糖核酸（DNA）中約80000個基因進行解碼；其中主要利用生物晶片（用集成電路技術製造，並植有特定DNA排序的晶片）來鑑定各個DNA排序 ? 集成電路製造技術的應用 納米技術 下一輪的科技革命相信會由納米微裝置帶動。目前這方面的研究大多集中於採用集成電路製造技術來生產這類裝置。 此外，自組分子亦是納米裝置研究的另一大課題 。 集成電路可以用作 放大器 振盪器 計時器 計數器 電腦記憶體 END 首先把矽原料製成晶棒。 矽晶棒都必須經過熔化結晶程序來加以淨化。所採用的方法是區域精煉法（區域融煉法）。加熱線在晶棒的上方移動，並由棒的一端到另一端來回多次，目的是使晶棒經過多個循環的融化和再固化。 經淨化的晶棒接著用機械方法切成薄片。這些切片就叫做晶圓。 2002年集成電路業內通用的大部份晶圓的直徑是8吋（20厘米），趨勢是在2003年改為 12吋（30厘米）。 晶圓接著通過磨光工序（機械或化學式），使表面磨得十分光滑。 電路的元件，包括電晶體、電阻和電容都是直接在晶圓上形成。在生產過程中，亦會把電路的圖形沉積到晶圓上。 上述生產循環可以重覆多次，以達到所需特性。現代的集成電路都要求經過20個循環以上處理。 生產過程中涉及的工序包括： 清洗晶圓、曝光顯影、蝕刻、化學氣相沉積、物理氣相沉積、離子植入法、摻雜物擴散和退火熱處理。 …………………… 曝光顯影是把電路元件的結構和複雜電路圖形建造到矽晶圓上的工序。 曝光顯影工序涉及下列步驟： 1. 將光阻劑沉積在二氧化矽層上。 2. 利用紫外光或深紫外光照射，把所需的圖形轉移到光阻劑上。 3. 用化學劑把經照射的影像顯影，經照射部