集成电路制造工艺教案第一章4学时[精选].doc

教学课题：课程介绍及概述 教学目的：了解课程的内容，了解该课程在专业体系以及现实生产中的意义，了解学习该课程应该注意的问题。 教学内容：1、课程介绍 2、集成电路的发展历程 3、集成电路的分类 4、集成电路工艺基础 5、集成电路的生产环境 教学重点：集成电路分类及工艺 教学难点：集成电路制造工艺 教学方法：讲授 学 时：4学时 详细教学内容： 一、课程介绍 1、简介 集成电路的制造是与电子科学与技术中的两个专业方向（微电子技术方向和光电子技术方向）相关的制造业，该制造业是社会的基础工业、是现代化的基础工业，是国家远景规划中置于首位发展的工业。 介绍了集成电路（硅集成电路）的制造工艺原理的内容。微电子技术从某种意义上是指大规模集成电路和超大规模集成电路的制造技术。由于集成电路的制造技术是由分离器件的制造技术发展起来的，则从制造工艺上看，两种工艺流程中绝大多数制造工艺是相通的，但集成电路制造技术中包含了分离器件制造所没有的特殊工艺。本课程简单介绍了制造器件时相关的工艺技术与原理。 集成电路制造工艺原理的内容是随着半导体器件制造工艺技术发展而发展的、是随着电子行业对半导体器件性能不断提高的要求（小型化、微型化、集成化、以及高频特性、功率特性、放大特性的提高）而不断充实的。综观其发展历程，由四十年代末的合金工艺原理到五十年代初的合金扩散工艺原理，又由于硅平面工艺的出现而发展为硅平面工艺原理、继而发展为硅外延平面工艺原理硅外延平面工艺是集成电路制造的基础工艺；在制造分离器件和集成电路时，为提高器件和集成电路的可靠性、稳定性，引入了若干有实效的保护器件表面的工艺，则加入了表面钝化工艺原理的内容；在制造集成电路时，为实现集成电路中各元器件间的电性隔离，引入了隔离墙的制造，则又加入了隔离工艺原理的内容。因此，集成电路工艺原理=硅外延平面工艺原理+表面钝化工艺原理+隔离工艺原理，而大规模至甚大规模集成电路的制造工艺，只不过是在掺杂技术、光刻技术（制版技术）、电极制造技术方面进行了技术改进而已。集成电路发展趋势三：新材料、新工艺、新方法的不断应用极大提升了现有技术水平虽然，在未来10-15年间CMOS（互补金属氧化物导体）器件仍是市场上的主体，但是为了达到芯片集成程度的不断提高和性能的进一步提升，新材料、新工艺和新方法已被广泛应用于现有工艺。（1）设计开始向DFT、DFM、IP核复用方向发展随着系统的集成度越来越高，传统的设计、制造、测试方面已经受到越来越大的限制，基于可测性设计（DFT, design for test）和可制造性设计（DFM, design for manufacture）的方案是克服这些限制的很好解决方法。（2）浸入式光刻技术有了长足的进步集成电路在制造过程中经历了材料制备、掩膜、光刻、清洗、刻蚀、渗杂、化学机械抛光等多个工序，其中尤以光刻工艺最为关键，决定着制造工艺的先进程度。随着集成电路由微米级向钠米级发展，光刻采用的光波波长也从近紫外（NUV）区间的436nm、365nm波长进入到深紫外（DUV）区间的248nm、193nm波长。（3）封装业积极应对无铅化要求近年来集成电路封装技术发展非常迅速，很多新技术和新材料被引入，但是目前集成电路封装业遇到的最大挑战之一就是如何应对欧盟2006年7月1日开始执行的产品无铅化法案。（4）测试技术面临SOC技术发展和可测性带来的挑战（5）新兴器件开始崭露头角·摩尔（Gordon Moore）提出来的。其内容为：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍，当价格不变时；或者说，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月翻两倍以上。这一定律揭示了信息技术进步的速度。 IC，即集成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。它在电路中用字母“IC”（也有用文字符号“N”等）表示。 摩尔定律的发现 计算机第一定律——摩尔定律Moore定律1965年，戈登·摩尔（GordonMoore）准备一个关于计算机存储器发展趋势的报告。他整理了一份观察资料。在他开始绘制数据时，发现了一个惊人的趋势。每个新芯片大体上包含其前任两倍的容量，每个芯片的产生都是在前一个芯片产生后的18-24个月内。如果这个趋势继续的话，计算能力相对于时间周期将呈指数式的上升。Moore的观察资料，就是现在所谓的Moore定律，所阐述的趋势一直延续至今，且仍不同寻常地准确。在26年的时间里，芯片上的晶体管数量增加了3200多倍，从1971年推出的第一款4004的2300个增加到奔腾II处理器的750万个。