01集成电路制造工艺概述

【日】岩田 穆
出版社 电ห้องสมุดไป่ตู้工业
电子工业
北京大学 科学
时间 2004
2010
2003 2007
阮刚
复旦大学 2007
李哲英 李可为 李惠军 刘睿强 潘桂忠 王蔚 邱碧秀 【日】水野文
电子工业 电子
山东大学 电子工业 上海科学技术 电子工业 电子工业
科学
2006 2007 2007 2011 2010 2010 2006 2007
2晶圆制备
时间内容安排 3氧化
4物理气相淀积
5化学气相淀积 9刻蚀 13封装
6化学机械抛光 作业一、二、三 10扩散 作业四、五 14期末复习
7期中复习
8光刻
11离子注入
12工艺集成
15仿真实验一、二 16仿真实验三、四
制膜 氧化4 CVD4 PVD4 外延4 平坦化4
基本工艺 图形转移 光刻4 刻蚀4
网络
考核方法
20%平时成绩（考勤、作业、平时表现） 20%实验成绩 60%考试成绩（开卷）
课程作业
作业一
1描述CZ拉单晶炉的工作原理。
作业二
2描述集成电路的制膜工艺原理。
作业三
3描述集成电路的图形转移工艺原理。
作业四
4描述集成电路的掺杂工艺原理。
作业五
5以反相器为例描述CMOS工艺流程。
世界第一个晶体管
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集成电路
集成电路是由Kilby和Noyce两人于1959年分别发明， 并共享集成电路的专利。？1969
2000年，Kilby被授予诺贝尔物理学奖（Noyce去世10年） 杰克·基尔比（Jack Kilby）
德州仪器公司——Texas Instruments 锗,1959,2 “第一块集成电路的发明家”
掺杂 扩散4 离子注入4
筛选
切片 封测
封装4
老化
测试
工序集成
•CMOS工艺2 •双极工序2 •新技术
实验
• 软件环境2 • 氧化2 • 掺杂2 • 综合2
参考教材
序号
书名
1 半导体制造技术
2 芯片制造——半导体工艺制程实用教程
3 硅集成电路工艺基础 4 超大规模集成电路—基础、设计、制造工
艺 5 集成电路工艺和器件的计算机模拟——IC
➢ 2.电子材料
• 半导体材料、金属材料和非金属材料 • 采用什么样的材料才能满足工程实际的需要
➢ 3.分析与设计基本理论
• 电子材料的基本物理和化学性质、元器件的基本工作原理 等
➢ 4.工程应用技术与方法
• 提供了最直接的应用技术，是电子科学与技术理论研究和 工程应用技术联系的纽带
集成电路技术
罗伯特·诺伊思（Robert Noyce）
仙童半导体公司——Fairchild Semiconductor 硅,1959,7,30,“提出了适合于工业生产的集成电路理论”
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集成电路是怎么诞生的？
早期的许多先驱者开始在北加利福尼亚州，现在以 硅谷著称的地区。1957年，在加利福尼亚州的帕罗 阿托市（Palo Alto）的仙童半导体公司（Fairchild Semiconductor）制造出第一个商用平面晶体管。 它有一层铝互连材料，这种材料被淀积在硅片的 最顶层以连接晶体管的不同部分。从硅上热氧化 生长的一层自然氧化层被用于隔离铝导线。这些 层的使用在半导体领域是一个重要发展，也是称 其为平面技术的原因。
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一个工业的诞生
1906年，真空三极管，Lee Deforest （电信号处理工业） 1947年，ENIAC
1947年12月23日，晶体管，John Bardeen， Walter Brattin，William Shockley（1956年诺贝 尔物理奖），固态，分立器件
（半导体工业）
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•集成电路的内部电路
Vdd
A
A
B OUT
B
0
0
1
Out
0
1
0
1
0
0
1
1
0
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100 m 头发丝粗细
30m
50m 30~50m (皮肤细胞的大小)
1m 1m (晶体管的大小)
90年代生产的集成电路中晶体管大小与人 类头发丝粗细、皮肤细胞大小的比较
10医学
11管理学
电子科学与技术
专门研究电子科学理论及其应用技术的学科， 其研究的主要内容是
➢ 电子技术的核心理论 ➢ 制造电子元器件的材料、方法与工艺 ➢ 电路设计理论与应用技术
设计 制造 测试
电子科学与技术的基本内容
➢ 1.电子元器件
• 分立器件和集成器件 • 如何设计出满足应用系统要求的电子元器件
器件阶段——集成电路设计技术是支持技术
设计基础是器件 系统实现技术是器件组成系统 基本工具是器件分析系和系统仿真
SoC阶段——集成电路设计技术是基本应用技术
设计基础是系统和电路 系统实现技术是系统集成技术 基本工具是系统和电路模型的仿真分析
时间安排（每周4学时*16周=64学时）
1课程概述
TCAD技术概论 6 电子科学与技术导论 7 集成电路芯片封装技术 8 现代集成电路制造工艺原理 9 集成电路制程设计与工艺仿真 10 MOS集成电路结构与制造技术 11 集成电路制造技术——原理与工艺 12 微系统封装原理与技术 13 图解半导体基础
作者
【美】Michael Quirk
【美】Peter Van Zant 关旭东
集成电路
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什么是集成电路？
英文全称Integrated Circuit，缩写IC 通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有
源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互 连，“集成”在一块半导体单晶片（如硅或砷化镓） 上，封装在一个外壳内，执行特定电路或系统功能。
制造电子器件的基本半导体材料是圆形单晶薄片，称为硅 片或硅衬底。在硅片制造厂，由硅片生产的半导体产品， 又被称为微芯片或芯片。
集成电路工艺概述
课程介绍
普通高校专业学科目录（1998版）
分设十一个学科门类（无军事学），下设二级类71个， 专业249种。
01哲学
02经济学 03法学 04教育学 05文学 06历史学 07理学 08工学 09农学
0806 电气信息类
➢ 080601 电气工程及其自动化 ➢ 080602 自动化 ➢ 080603 电子信息工程 ➢ 080604 通信工程 ➢ 080605 计算机科学与技术 ➢ 080606 电子科学与技术 ➢ 080607