微电子工艺课件Chapter1(zhang).ppt

半导体产业 产业根基 真空管电子学（放大音频、视频信号） 无线电通信 机械制表机 固体物理 真空管 问题：为什么现在真空管在某些场合还在使用？ 体积大、不可靠、耗电大、寿命短 固体物理（凝聚态物理） 最基本的是发展成熟的量子力学知识在固态物质尤其是半导体材料研究中的应用—能带概念的提出 半导体材料的提纯技术 1947年贝尔实验室肖克来、巴丁、布拉顿发明点接触晶体管，随后肖克来发明面接触晶体管—尺寸小、无真空，可靠、重量轻、最小的发热以及低功耗 肖克来实验室（美国加州硅谷）--仙童公司 第一支晶体管（贝尔实验室） 1957年诺贝尔物理学奖 肖克来 巴丁 布拉顿 第一支平面晶体管 电路集成 集成电路--将多个电子元件（晶体管、二极管、电容、电阻、电抗等）集成到硅衬底上 德州电器TI基尔比（单线连接） 仙童公司诺伊思发明第一个实用的集成电路结构（Al互联，二氧化硅薄膜隔离层） 问题：为什么最初研究的半导体材料是锗，但很快硅就取代锗从而在半导体工业中居主导地位，一直持续到现在？ 集成电路发明人基尔比（2000诺贝尔物理奖） 十二个元件，包括2个晶体管、2个电容和8个电阻，用导线连接 集成电路发展的五个时代 集成电路制造 硅芯片器件的分层（超过450道工序） 集成电路的制造步骤 硅片制备 硅芯片制造（重点） 硅片测试/拣选 装配与封装 终测 集成电路的5个制造步骤 硅片的制作（第四章详解） 硅芯片制造 清洗 成膜 光刻 刻蚀 掺杂 电极 芯片供应商 附属生产商（captive producers） Fabless company Foundry代工厂 前部工序 图形转换（光刻、刻蚀） 掺杂（离子注入、扩散） 制模（介质膜、电极等） 后部封装 减薄 划片 粘片 压焊 封装 沾锡 老化 成测 包装 半导体工业发展趋势 提高芯片性能 1、关键尺寸CD—硅片上的最小特征尺寸（技术节点） 2、集成度增加（减小CD），摩尔定律（每隔18个月，集成度增加一倍，性能增加一倍） 3、功耗—单个晶体管尺寸越小，电流越小，功耗越小，但是整个芯片的功耗很难急剧下降 提高芯片可靠性—工艺线以及工艺过程中的洁净度控制 降低芯片成本—CD尺寸减小，从而单管价格急剧下降；使用更大尺寸的硅片；规模经济 关键尺寸 特征尺寸最近的技术节点 单个芯片上晶体管数目的增长（以百万为单位） 摩尔定律（每18个月集成度翻番） 早期和现代半导体器件尺寸比较 每个集成电路芯片上的功耗降低 芯片可靠性提高（以百分之几为单位） 半导体芯片价格降低 电子时代 20世纪50年代：晶体管技术—逐步取代真空管 20世纪60年代：工艺技术—肖克来实验室催生众多后来的大型电子跨国巨头 20世纪70年代：竞争—成品率提高的困难，微处理器的诞生，Intel弃存储器专攻处理器，半导体行业协会SIA诞生 20世纪80年代：自动化—费用飞涨 20世纪90年代：批量生产，高达450道工序 硅片制造厂的启动成本 半导体中的职业 第一章小结 小结（P17） 关键术语（P17） 问题（P18） 产业网站（P18） * 第一章作业 １．什么叫集成电路？写出集成电路发展的五个时代及晶体管的数量 ２．写出IC 制造的５个步骤 ３．写出半导体产业发展方向？什么是摩尔定律？ 4. 什么是特征尺寸？什么是关键尺寸？ 授课教师：张建国 讲师 办公室：211楼1101房间 电话： 028-mail: si_laser@ jgzhang@ 电子科技大学课程中心 3/webapps/login/ 关于更新课程中心登录密码的通知： 各位老师、同学： 课程中心已于上学期期末进行了系统升级，并与信息门户网站实现了密码统一。自即日起，登录课程中心的用户帐号不变，仍为工资号或学号，密码与信息门户网站的登录密码一致。 信息门户网站初始登录密码： 1） 15位身份证号码：取最后6为密码;18位身份证号码：取去掉最后1位的倒数6位为密码 2）如按照1）的规则输入密码无法登录，请尝试用工资号或者学号为密码登录。 如果您遗忘了密码，可以找回。/ 校园信息门户 研究领域：硅基集成光电子学（ Silicon-based OEIC ） 研究方向：硅基高效发光材料与器件，包括 1、硅基掺铒光波导放大器（EDWA) 2、硅基电注入激光器 参考：/go/sp/ / /uoeg/ 问题：1、半导体工业发展到现在有哪