文档介绍：《集成电路设计基础》
山东大学信息学院
刘志军
12/6/2017
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《集成电路设计基础》
上次:第2章集成电路材料、结构与理论
引言
集成电路材料
半导体基础知识
PN结与结型二极管
双极型晶体管
金属半导体场效应晶体管MESFET
MOS晶体管的基本结构与工作原理
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《集成电路设计基础》
第3章集成电路工艺简介
引言
外延生长工艺
掩模的制版工艺
光刻工艺
掺杂工艺
绝缘层形成工艺
金属层形成工艺
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《集成电路设计基础》
引言
*为何要介绍IC制造工艺?
*集成电路设计人员虽然不需要直接参与集成电路的工艺流程和掌握工艺的细节,但了解集成电路制造工艺的基本原理和过程,对于集成电路设计大有裨益。
*本章简单介绍集成电路的基本加工工艺。
*这些工艺可应用于各类半导体器件和集成电路的制造过程。
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《集成电路设计基础》
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。
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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《集成电路设计基础》
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。
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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《集成电路设计基础》
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。
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《集成电路设计基础》
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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《集成电路设计基础》
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”
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《集成电路设计基础》