文档介绍：集成电路: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Si、GaAs)上,封装在一个内,执行特定电路或系统功能。
关键尺寸:集成电路中半导体器件能够加工的最小尺寸。它是衡量集成电路设计和制造水平的重要尺度,越小,芯片的集成度越高,速度越快,性能越好
摩尔定律:、芯片上所集成的晶体管的数目,每隔18个月就翻一番。
High-K材料:高介电常数,取代SiO2作栅介质,降低漏电。
Low-K 材料:低介电常数,减少铜互连导线间的电容,提高信号速度
功能多样化的“More Than Moore”指的是用各种方法给最终用户提供附加价值,不一定要缩小特征尺寸,如从系统组件级向3D集成或精确的封装级(SiP)或芯片级(SoC)转移。
IC企业的分类:通用电路生产厂;集成器件制造;Foundry厂;Fabless:IC 设计公司;Chipless;Fablite
第二章:硅和硅片的制备
单晶硅结构:晶胞重复的单晶结构能够制作工艺和器件特性所要求的电学和机械性能
CZ法生长单晶硅把熔化的半导体级硅液体变成有正确晶向并且被掺杂成n或p型的固体硅锭;
直拉法目的:实现均匀掺杂和复制籽晶结构,得到合适的硅锭直径,限制杂质引入;关键参数:拉伸速率和晶体旋转速度
CMOS (100)电阻率:10~50Ω•cm BJT(111)原因是什么?
区熔法?纯度高,含氧低;晶圆直径小。
第三章集成电路制造工艺概况
亚微米CMOS IC 制造厂典型的硅片流程模型
第四章氧化;氧化物
12、热生长:在高温环境里,通过外部供给高纯氧气使之与硅衬底反应,得到一层热生长的SiO2 。
13、淀积:通过外部供给的氧气和硅源,使它们在腔体中方应,从而在硅片表面形成一层
薄膜。
14、干氧:Si(固)+ O2(气)-> SiO2(固):氧化速度慢,氧化层干燥、致密,均匀性、重复性好,与光刻胶的粘附性好.
水汽氧化:Si (固)+ H2O (水汽)->SiO2(固)+ H2 (气):氧化速度快,氧化层疏松,均匀性差,与光刻胶的粘附性差。
湿氧:氧气携带水汽,故既有Si与氧气反应,又有与水汽反应。氧化速度氧化质量介于以上两种方法之间。
15、二氧化硅基本特征:1、热SiO2是无定形的(熔融石英 2、良好的电绝缘材料(作介质层 3、高击穿电场(不容易被击穿) 稳定和可重复的Si/SiO2界面;4、硅表面的生长基本是保形的。5、对杂质阻挡特性好 6、硅和SiO2的腐蚀选择特性好(HF等)7、硅和SiO2有类似的热膨胀系数
16、二氧化硅用途:保护器件免划伤和隔离沾污(钝化)氮化硅缓冲层以减小应力(很薄)
氮化硅缓冲层以减小应力(很薄
17、氧化层厚度与消耗掉的硅厚度的关系
18、氧化物生长模型是由迪尔(Deal)和格罗夫(Grove)发展的线性一抛物线性模型;
tox 为硅片经过t 时间后SiO2的生长厚度(μm ) B 为抛物线速率系数(μ m2/h) B/A 为线性速率系数(μ m/h) t0 为初始氧化层厚度(μ m)为生成初始氧化层to (μm)所用的时间(h) 氧化层足够薄时tox很小氧化层足够厚时tox值大
各种氧化工艺:
19、局部氧化工艺-L