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半導體工業簡介微處理晶片微處理機晶片

(PhotocourtesyofAdvancedMicroDevices)微處理機晶片

(PhotocourtesyofIntelCorporation)真空管半導體工業產品應用基本設施消費者：?電腦?汽車?航空和宇宙航行空間?醫學的?其他工業顧客服務原始的設備制程印刷電路板工業工業協會

(SIA,SEMI,NIST,etc.)生產工具實用品材料化學度量衡學工具分析研究所技術能力學院大學晶片製造者圖1.1第一個電晶體

(由BellLabs研究製造)圖1.3第一平面式電晶體圖1.2積體電路積體電路(IC)微晶片,晶片發明者積體電路的好處積體年代從SSI晶片到ULSI晶片1960-2000第一個積體電路

(由TI之Jack所製造)晶圓晶片的俯視圖一個單一的積體電路，如晶粒、晶片和微晶片圖1.3半導體積體電路表1.1積體電路半導體工業的時間週期每個晶片組成數沒有整合(離散組成)1960年前1小尺寸整合(SSI)1960年早期2?5中尺寸整合(MSI)1960年到1970年早期50?5,000大尺寸整合(LSI)1970年早期到1970年晚期5,000?100,000非常大尺寸整合(VLSI)1970年晚期到1980年晚期100,000?1,000,000超大尺寸整合(ULSI)1990年至今＞1,000,000ULSI晶片PhotocourtesyofIntelCorporation,PentiumIIIIC製造矽晶圓晶圓晶圓尺寸組件與模層晶圓廠IC製造的主要階段晶圓準備晶圓製造晶圓測試/分類裝配與封裝最後測試晶片尺寸的發展20001992198719811975196550mm100mm125mm150mm 200mm 300mm圖1.4矽晶片的組件和膜層圖1.5IC製造的主要階段1.晶圓準備包括結晶、長晶、圓柱化、切片和研磨。4.裝配和封裝沿切刻線切割晶圓，以分隔每個晶粒。?晶粒黏著於封裝體內，並進行金屬打線。2.晶圓製造包括清洗、加層、圖案化、蝕刻、摻雜。3.測試／分類包括探針、測試、分類晶圓上的每個晶粒。5.最後測試確定IC通過電子和環境測試。缺陷晶粒矽棒切片單晶矽切刻線單一晶粒裝配封裝矽晶片的製備1.長晶單晶錠端點移除和

直徑研磨主平面形成5.晶圓切片邊角磨光研磨晶圓蝕刻拋光晶圓檢視研漿研磨臺研磨頭多晶矽晶種結晶加熱坩鍋(注意：圖1.7的名詞於第4章解釋。)圖1.7晶圓廠PhotocourtesyofAdvancedMicroDevices-Dresden,?S.Doering微晶片封裝圖1.8半導體趨勢增加晶片特性臨界尺寸(CD)每一晶片上的組件數目Moore’s定律功率消耗增加晶片的可靠度降低晶片價錢臨界尺寸圖1.9對於臨尺寸過去和未來技術點的比較表1.2晶片上電晶體數目之增加趨勢RedrawnfromSemiconductorIndustryAssociation,TheNationalTechnologyRoadmapforSemiconductors,1997.圖1.1019971999200120032006201220091600140012001000800600400200年每一微處理器上之電晶體數目(百萬)年400480808086802868038680486PentiumPentiumPro100M10M1M100K10K1975 1980 1985 1990 19952000500251.0.1.01UsedwithpermissionfromProceedingsoftheIEEE,January