半导体工艺基础第十章分解.ppt

第十章 集 成 技 术 （微细加工技术）;;第 1 节 微电子制造引论; 1.2 制造技术在集成电路发展中的作用; 65年，MSI （100 ~ 3000个元件/芯片） 69年，CCD 70年，LSI （3000 ~ 10万个元件/芯片），1K DRAM 71年，8位 MPU IC，4004 72年，4K DRAM，I2L IC 77年，VLSI（10万 ~ 300万个元件/芯片），64K DRAM ， 16位 MPU 80年，256K DRAM ，2 ?m 84年，1M DRAM ，1 ?m 85年，32 位 MPU ，M 68020 ; 86年，ULSI（300万 ~ 10亿个元件/芯片）， 4M DRAM ( 8×106, 91mm2, 0.8 ?m, 150 mm ) ， 于 89 年开始商业化生产，95年达到生产顶峰。主要工 艺技术：g 线（436nm）步进光刻机、1：10 投影曝光、 负性胶 正性胶、各向异性干法腐蚀、LOCOS 元件 隔离技术、LDD 结构、浅结注入、薄栅绝缘层、多晶 硅或难熔金属硅化物、多层薄膜工艺等。 ; 91年，64M DRAM（1.4×108, 198 mm2, 0.35 ?m, 200mm）， 于 94 年开始商业化生产，99 年达到生产顶峰。主要 工艺技术：i 线步进光刻机、相移掩模技术、低温平 面化工艺、全干法低损伤刻蚀、加大存储电容工艺、 增强型隔离、RTP/RTA工艺、高性能浅结、CMP 工艺、生产现场粒子监控工艺等。; 95年，GSI（ 10亿个元件/芯片）， 1G DRAM（2.2×109, 700 mm2, 0.18 ?m, 200mm）， 2000 年开始商业化生产，2004 年达到生产顶峰。 主要工艺技术：X 射线光刻机、超浅结（0.05 ?m ）、 高介电常数铁电介质工艺、SiC 异质结工艺、现场 真空连接工艺、实时控制工艺的全面自动化等。 ; 二、集成电路的发展规律 集成电路工业发展的一个重要规律即所谓 摩尔定律。 Intel 公司的创始人之一戈登·摩尔先生在1965年4月19日发表于《电子学杂志》上的文章中提出，集成电路的能力将每年翻一番。1975 年，他对此提法做了修正，称集成电路的能力将每两年翻一番。 摩尔定律现在的表达是：在价格不变的情况下，集成电路芯片上的晶体管数量每 18 个月翻一番，即每 3 年乘以 4。 ;; 集成电路工业发展的另一些规律为 建立一个芯片厂的造价也是每 3 年乘以 4 ； 线条宽度每 6 年下降一半； 芯片上每个器件的价格每年下降 30% ~ 40% ； 晶片直径的变化： 60年：0.5 英寸， 65年：1 英寸， 70年：2 英寸， 75年：3 英寸， 80年：4 英寸， 90年：6 英寸， 95年：8 英寸（200 mm ）， 2000年：12 英寸（300 mm）。; 三、集成电路的发展展望 目标：集成度 、可靠性 、速度 、功耗 、成本 努力方向：线宽 、晶片直径 、设计技术 ;美国 1997 ~ 2012 年半导体技术发展规划 （p.153，表 7.1）;我国国防科工委对世界硅微电子技术发展的预测; 可以看出，专家们认为，至少在未来 10 年内，IC 的发展仍将遵循摩尔定律，即集成度每 3 年乘以 4 ，而线宽则是每 6年下降一半。 ; 四、集成电路发展面临的问题; 截止到 2003 年底，已投产的 5、6