第3章集成电路制造工艺(1)

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集成电路设计原理
引言
9. 芯片工程与多项目晶圆计划
多项目晶圆MPW（multi-project wafer)技术服 务是一种国际科研和大学计划的流行方式。
MPW技术把几到几十种工艺上兼容的芯片拼装 到一个宏芯片（Macro-Chip）上然后以步进的 方式排列到一到多个晶圆上，制版和硅片加工 费用由几十种芯片分担，极大地降低芯片研制 成本，在一个晶圆上可以通过变换版图数据交 替布置多种宏芯片。
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集成电路设计原理
8.境外代工厂家一览表
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集成电路设计原理
引言
9. 芯片工程与多项目晶圆计划
F&F(Fabless and Foundry)模式 工业发达国家通过组织无生产线IC设计的芯片
计划来促进集成电路设计的专业发展、人才培 养、技术研究和中小企业产品开发，而取得成 效。 这种芯片工程通常由大学或研究所作为龙头单 位负责人员培训、技术指导、版图汇总、组织 芯片的工艺实现，性能测试和封装。大学教师、 研究生、研究机构、中小企业作为工程受益群 体，自愿参加，并付一定费用。
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集成电路设计原理
引言
4. 电路设计和电路仿真
设计单位根据研究项目提出的技术指标，在自己 掌握的电路与系统知识的基础上，利用PDK提供 的工艺数据和CAD/EDA工具，进行电路设计、电 路仿真（或称模拟）和优化、版图设计、设计规 则检查DRC、参数提取和版图电路图对照LVS， 最终生成通常称之为GDS-Ⅱ格式的版图文件。再 通过因特网传送到代工单位。
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代工单位与其他单位关系图
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集成电路设计原理
集成电路制造工艺分类 1. 双极型工艺（bipolar） 2. MOS工艺 3. BiMOS工艺
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§1-1 双极集成电路典型的 PN结隔离工艺
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无生产线（Fabless）集成电路设计公司。 如美国有200多家、台湾有100多家这样的 设计公司。
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集成电路设计原理
引言
2. 代客户加工（代工）方式
芯片设计单位和工艺制造单位的分离，即 芯片设计单位可以不拥有生产线而存在和 发展，而芯片制造单位致力于工艺实现， 即代客户加工（简称代工）方式。
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集成电路设计原理
引言
5. 掩模与流片
代工单位根据设计单位提供的GDS-Ⅱ格式的版图 数据，首先制作掩模（Mask），将版图数据定义 的图形固化到铬板等材料的一套掩模上。
一张掩模一方面对应于版图设计中的一层的图形， 另一方面对应于芯片制作中的一道或多道工艺。
在一张张掩模的参与下，工艺工程师完成芯片的 流水式加工，将版图数据定义的图形最终有序的 固化到芯片上。这一过程通常简称为“流片”。
集成电路设计原理
第一章 集成电路制造工艺
集成电路（Integrated Circuit） 制造工艺是集成电路实现的手段， 也是集成电路设计的基础。
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集成电路设计原理
引言
1.无生产线集成电路设计技术
随着集成电路发展的过程，其发展的总趋 势是革新工艺、提高集成度和速度。
设计工作由有生产线集成电路设计到无生 产线集成电路设计的发展过程。
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引言
9. 芯片工程与多项目晶圆计划
F&F(Fabless and Foundry)模式 工业发达国家通过组织无生产线IC设计的芯片
计划来促进集成电路设计的专业发展、人才培 养、技术研究和中小企业产品开发，而取得成 效。 这种芯片工程通常由大学或研究所作为龙头单 位负责人员培训、技术指导、版图汇总、组织 芯片的工艺实现，性能测试和封装。大学教师、 研究生、研究机构、中小企业作为工程受益群 体，自愿参加，并付一定费用。
工艺)
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引言
7. 在建、筹建半导体厂家
宏力 8英寸晶圆0.25/0.18 mCMOS工艺 华虹 NEC 8英寸晶圆0.25mCMOS工艺 台积电(TSMC) 在松江筹建 8英寸晶圆
0.18 mCMOS工艺 联华(UMC) 在苏州筹建 8英寸晶圆
0.18 mCMOS工艺等等。
本节介绍PN结隔离工艺。
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1.1.1 工艺流程 衬底准备（P型）氧化 光刻n+埋层区
n+埋层区注入 清洁表面
P-Sub
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1.1.1 工艺流程（续1） 生长n-外延 隔离氧化 光刻p+隔离区
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பைடு நூலகம்
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引言
6. 代工工艺
代工（Foundry）厂家很多，如：
无锡上华（0.6/0.5 mCOS和4 mBiCMOS 工艺)
上海先进半导体公司(1 mCOS工艺) 首钢NEC(1.2/0.18 mCOS工艺) 上海华虹NEC(0.35 mCOS工艺) 上海中芯国际(8英寸晶圆0.25/0.18 mCOS
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思考题
1.需要几块光刻掩膜版(mask)? 2.每块掩膜版的作用是什么？ 3.器件之间是如何隔离的？ 4.器件的电极是如何引出的？ 5.埋层的作用？
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集成电路设计原理
双极集成电路的基本制造工艺，可 以粗略的分为两类：一类为在元器件间 要做隔离区。隔离的方法有多种，如PN 结隔离，全介质隔离及PN结-介质混合隔 离等。另一类为器件间的自然隔离。
代工方式已成为集成电路技术发展的一个 重要特征。
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集成电路设计原理
引言
3. PDK文件
首先，代工单位将经过前期开发确定的一套工艺 设计文件PDK（Pocess Design Kits)通过因特网 传送给设计单位。
PDK文件包括：工艺电路模拟用的器件的SPICE参 数，版图设计用的层次定义，设计规则，晶体管、 电阻、电容等元件和通孔（VIA）、焊盘等基本 结构的版图，与设计工具关联的设计规则检查 （DRC）、参数提取（EXT）和版图电路对照 （LVS）用的文件。