01集成电路制造工艺概述
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集成电路制造工艺
Here we can see the loading of 300mm wafers onto the Paddle.
12 英 寸 氧 化 扩 散 炉 装 片 工 序
12英寸氧 化扩散炉 取片工序 （已生长 Si3N4）
Process Specialties has developed the world's first production 300mm Nitride system! We began processing 300mm LPCVD Silicon Nitride in May of 1997.
非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路。
数模混合集成电路(Digital - Analog IC) ： 例如 数模(D/A)转换器和模数(A/D)转换器等。
按应用领域分类
标准通用集成电路
通用集成电路是指不同厂家都在同时生产的用量极大
的标准系列产品。这类产品往往集成度不高，然而社会 需求量大，通用性强。 专用集成电路 根据某种电子设备中特定的技术要求而专门设计的 集成电路简称ASIC（Application Specific Integrated Circuit)，其特点是集成度较高功能较多，功耗较小，封 装形式多样。
• 现已进入到：
– VLSI – ULSI – GSI
小规模集成电路(Small Scale IC，SSI) 中规模集成电路(Medium Scale IC，MSI) 大规模集成电路(Large Scale IC，LSI) 超大规模集成电路(Very Large Scale IC，VLSI) 特大规模集成电路(Ultra Large Scale IC，ULSI) 巨大规模集成电路(Gigantic Scale IC，GSI） VLSI使用最频繁，其含义往往包括了ULSI和GSI。中文中 把VLSI译为超大规模集成，更是包含了ULSI和GSI的意义。
集成电路的工艺分类
疾病诊断和治疗等。
市场前景
持续增长
随着技术进步和应用领域 的拓展，集成电路市场将 继续保持增长态势。
竞争格局
市场竞争将更加激烈，将 促使企业加大技术创新和 产品研发的投入。
产业链协同
集成电路产业链上下游企 业将加强合作，共同推动 产业的发展和进步。
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THANKS
集成电路开始批量生产。
集成电路的发展历程
1965年
1970年
随着半导体工艺的发展，集成电路的规模 越来越大，出现了大规模集成电路和超大 规模集成电路。
微处理器问世，标志着集成电路的发展进 入了一个新的阶段。
1980年
2000年
随着VLSI和ULSI技术的发展，集成电路的 集成度越来越高，出现了特大规模集成电 路和极大规模集成电路。
制作工艺
薄膜集成电路的制作工艺包括薄 膜沉积、光刻、刻蚀、掺杂等， 其中薄膜沉积是关键工艺之一， 常用的材料包括硅、锗、化合物
半导体等。
单片集成电路
定义
单片集成电路是将多个电子器件和电路集成在一个芯片上， 整个芯片形成一个完整的电路系统。
特点
单片集成电路具有高集成度、高性能、低成本等优点，适 用于大规模生产和高性能要求的领域，如计算机、通信、 军事等。
用于检测集成电路的质 量和性能。
制造工艺
薄膜工艺
在半导体材料上沉积或生长薄 膜，形成电路元件。
光刻工艺
将设计好的电路图形转移到半 导体材料上，形成电路元件的 轮廓。
刻蚀工艺
将半导体材料上不需要的部分 刻蚀掉，形成电路元件。
掺杂工艺
通过掺入其他元素改变半导体 材料的导电性能，形成电路元
件。
04
《集成电路工艺》课件
集成电路工艺设备
薄膜制备设备
化学气相沉积设备
用于在硅片上沉积各种薄膜，如氧化硅、氮化硅 等。
物理气相沉积设备
用于沉积金属、合金等材料，如蒸发镀膜机。
化学束沉积设备
通过离子束或分子束技术，在硅片上形成高纯度 、高质量的薄膜。
光刻设备
01
02
03
投影式光刻机
将掩膜板上的图形投影到 硅片上，实现图形的复制 。
降低成本
集成电路工艺能够实现大规模生产，降低了单个电子 元件的成本。
促进技术进步
集成电路工艺的发展推动了半导体制造技术的进步， 促进了微电子产业的发展。
02
CATALOGUE
集成电路制造流程
薄膜制备
物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD ）是最常用的两种沉积技术。
薄膜的厚度、均匀性和晶体结构等特性对集成电路的 性能和可靠性具有重要影响。
分类
按照制造工艺技术，集成电路可分为 薄膜集成电路和厚膜集成电路；按照 电路功能，集成电路可分为模拟集成 电路和数字集成电路。
集成电路工艺的发展历程
小规模阶段
20世纪60年代，晶体管被集成 在硅片上，形成了小规模集成 电路。
大规模阶段
20世纪80年代，微处理器和内 存被集成在硅片上，形成了大 规模集成电路。
02
它通过化学腐蚀和机械研磨的协同作用，将硅片表面研磨得更
加平滑，减小表面粗糙度。
抛光液的成分、抛光压力和抛光时间等参数对抛光效果具有重
03
要影响。
03
CATALOGUE
集成电路工艺材料
硅片
硅片是集成电路制造中最主要的材料之一，其质量直 接影响集成电路的性能和可靠性。
薄膜制备设备
化学气相沉积设备
用于在硅片上沉积各种薄膜，如氧化硅、氮化硅 等。
物理气相沉积设备
用于沉积金属、合金等材料，如蒸发镀膜机。
化学束沉积设备
通过离子束或分子束技术，在硅片上形成高纯度 、高质量的薄膜。
光刻设备
01
02
03
投影式光刻机
将掩膜板上的图形投影到 硅片上，实现图形的复制 。
降低成本
集成电路工艺能够实现大规模生产，降低了单个电子 元件的成本。
促进技术进步
集成电路工艺的发展推动了半导体制造技术的进步， 促进了微电子产业的发展。
02
CATALOGUE
集成电路制造流程
薄膜制备
物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD ）是最常用的两种沉积技术。
薄膜的厚度、均匀性和晶体结构等特性对集成电路的 性能和可靠性具有重要影响。
分类
按照制造工艺技术，集成电路可分为 薄膜集成电路和厚膜集成电路；按照 电路功能，集成电路可分为模拟集成 电路和数字集成电路。
集成电路工艺的发展历程
小规模阶段
20世纪60年代，晶体管被集成 在硅片上，形成了小规模集成 电路。
大规模阶段
20世纪80年代，微处理器和内 存被集成在硅片上，形成了大 规模集成电路。
02
它通过化学腐蚀和机械研磨的协同作用，将硅片表面研磨得更
加平滑，减小表面粗糙度。
抛光液的成分、抛光压力和抛光时间等参数对抛光效果具有重
03
要影响。
03
CATALOGUE
集成电路工艺材料
硅片
硅片是集成电路制造中最主要的材料之一，其质量直 接影响集成电路的性能和可靠性。
《集成电路》课件
《集成电路》ppt课 件
xx年xx月xx日
• 集成电路概述 • 集成电路的制造工艺 • 集成电路的种类与特点 • 集成电路的发展趋势与挑战 • 集成电路的实际应用案例
目录
01
集成电路概述
集成电路的定义
集成电路是将多个电子元件集成在一块衬底上，完成一定的电路或系统功能的微型电子部件。
它采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在 一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结 构。
超大规模集成电路（VLSI）
包含10万-100万个逻辑门或元件。
按结构分类的集成电路
单片集成电路
所有元件都在一个芯片上 。
多片集成电路
由多个芯片集成在一个封 装内。
模块化集成电路
由多个独立芯片通过线路 板连接而成。
按应用领域分类的集成电路
01
通信集成电路
用于通信设备中的信号处理和传输 。
消费电子集成电路
射频识别（RFID）技术的集成电路应用
总结词
射频识别技术是利用无线电波进行通信的一种非接触式识别技术，其集成电路应用主要涉及标签芯片和读写器芯 片。
详细描述
RFID标签芯片通常包含存储器、无线通信电路和天线等部分，用于存储和传输信息。而RFID读写器芯片则负责 与标签芯片进行通信，实现信息的读取和写入。RFID技术广泛应用于物流、供应链管理、身份识别等领域。
用于家电、数码产品等消费电子产 品中。
03
02
计算机集成电路
用于计算机硬件中的逻辑运算和数 据处理。
汽车电子集成电路
用于汽车控制系统和安全系统中。
04
xx年xx月xx日
• 集成电路概述 • 集成电路的制造工艺 • 集成电路的种类与特点 • 集成电路的发展趋势与挑战 • 集成电路的实际应用案例
目录
01
集成电路概述
集成电路的定义
集成电路是将多个电子元件集成在一块衬底上，完成一定的电路或系统功能的微型电子部件。
它采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在 一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结 构。
超大规模集成电路（VLSI）
包含10万-100万个逻辑门或元件。
按结构分类的集成电路
单片集成电路
所有元件都在一个芯片上 。
多片集成电路
由多个芯片集成在一个封 装内。
模块化集成电路
由多个独立芯片通过线路 板连接而成。
按应用领域分类的集成电路
01
通信集成电路
用于通信设备中的信号处理和传输 。
消费电子集成电路
射频识别（RFID）技术的集成电路应用
总结词
射频识别技术是利用无线电波进行通信的一种非接触式识别技术，其集成电路应用主要涉及标签芯片和读写器芯 片。
详细描述
RFID标签芯片通常包含存储器、无线通信电路和天线等部分，用于存储和传输信息。而RFID读写器芯片则负责 与标签芯片进行通信，实现信息的读取和写入。RFID技术广泛应用于物流、供应链管理、身份识别等领域。
用于家电、数码产品等消费电子产 品中。
03
02
计算机集成电路
用于计算机硬件中的逻辑运算和数 据处理。
汽车电子集成电路
用于汽车控制系统和安全系统中。
04
半导体集成电路集成电路的基本制造工艺
THANKS
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材料挑战与解决方案
材料挑战
半导体集成电路制造过程中需要使用各种高纯度、高性能的材料，如高纯度硅片、特种气体性有着至关重要的影响。
材料解决方案
为了解决材料挑战，可以采用先进的材料制备技术和质量控制手段，确保材料的纯度和质量。同时，加强材料研 发和优化也是提高材料性能和可靠性的重要手段。
半导体集成电路的应用领域
01
02
03
04
通信
手机、基站、路由器等通信设 备中大量使用集成电路。
计算机
CPU、GPU、内存等计算机 核心部件都是集成电路的典型
应用。
消费电子
电视、音响、游戏机等消费电 子产品中广泛应用集成电路。
工业控制
自动化设备、仪器仪表等工业 控制领域离不开集成电路的支
持。
半导体集成电路的发展历程
05
06
1990年代至今
集成电路技术不断进步，进入纳米工艺时代， 智能手机、平板电脑等便携式智能设备成为主 流应用领域。
02
制造工艺流程
晶圆制备
01
02
03
04
晶圆是制造集成电路的基础材 料，其制备过程包括多晶硅的 提纯、单晶生长、晶片切割等
步骤。
多晶硅的提纯是将硅元素中的 杂质去除，获得高纯度的多晶
性能。
光刻胶需要具备优良的感光性能、分辨 率和附着力，同时要与刻蚀液兼容，易
于去除。
光刻胶的选用和加工工艺对集成电路的 制造成本和可靠性有着重要影响。
其他材料
01
其他材料在集成电路中用于辅助 制造和封装，如化学试剂、气体 、陶瓷等。
02
其他材料的选用和加工工艺对集 成电路的性能和可靠性有着重要 影响，需要与制造工艺相匹配。
集成电路制造工艺流程图
工艺流程现状
在集成电路制造过程中，该公司面临生产效率低下、产品质 量不稳定等问题，需要进行工艺流程优化。
优化动机
为了提高生产效率、降低成本、提升产品质量，该公司决定 开展集成电路制造工艺流程优化实践。
工艺流程优化措施与实践
措施一
引入自动化设备与智能检测系统
具体实践
引入先进的自动化生产线和智能检测设备，实现生产过程的自动化和智能化。
集成电路制造的定义
集成电路制造是指将多个电子元件集 成在一块衬底上，通过微细加工技术 实现电路功能的过程。
集成电路制造涉及多个工艺步骤，包 括光刻、刻蚀、掺杂、薄膜淀积等， 以实现电路的设计要求。
集成电路制造的重要性
集成电路制造是现代电子工业的基础 ，广泛应用于通信、计算机、消费电 子等领域。
集成电路制造技术的发展对于提高电 子产品的性能、降低成本、促进产业 升级具有重要意义。
Hale Waihona Puke 详细描述新型封装技术如倒装焊、晶圆级封装等不断 涌现，能够实现更小体积、更高集成度的封 装形式。同时，测试技术也在向自动化、高 精度方向发展，以提高测试效率和准确性。 这些技术的发展为集成电路的性能提升和应 用拓展提供了有力支持。
04
集成电路制造的设备与材料
集成电路制造的设备
晶圆制备设备
用于制造集成电路的晶 圆制备设备，包括切割 机、研磨机、清洗机等
。
光刻设备
用于将电路图形转移到 晶圆表面的光刻设备， 包括曝光机和掩膜对准
器等。
刻蚀设备
用于在晶圆表面刻蚀出 电路图形的刻蚀设备， 包括等离子刻蚀机和湿
法刻蚀机等。
集成电路制造的材料
半导体材料
用于制造集成电路的半导体材料，如硅和锗等 。
在集成电路制造过程中，该公司面临生产效率低下、产品质 量不稳定等问题，需要进行工艺流程优化。
优化动机
为了提高生产效率、降低成本、提升产品质量，该公司决定 开展集成电路制造工艺流程优化实践。
工艺流程优化措施与实践
措施一
引入自动化设备与智能检测系统
具体实践
引入先进的自动化生产线和智能检测设备，实现生产过程的自动化和智能化。
集成电路制造的定义
集成电路制造是指将多个电子元件集 成在一块衬底上，通过微细加工技术 实现电路功能的过程。
集成电路制造涉及多个工艺步骤，包 括光刻、刻蚀、掺杂、薄膜淀积等， 以实现电路的设计要求。
集成电路制造的重要性
集成电路制造是现代电子工业的基础 ，广泛应用于通信、计算机、消费电 子等领域。
集成电路制造技术的发展对于提高电 子产品的性能、降低成本、促进产业 升级具有重要意义。
Hale Waihona Puke 详细描述新型封装技术如倒装焊、晶圆级封装等不断 涌现，能够实现更小体积、更高集成度的封 装形式。同时，测试技术也在向自动化、高 精度方向发展，以提高测试效率和准确性。 这些技术的发展为集成电路的性能提升和应 用拓展提供了有力支持。
04
集成电路制造的设备与材料
集成电路制造的设备
晶圆制备设备
用于制造集成电路的晶 圆制备设备，包括切割 机、研磨机、清洗机等
。
光刻设备
用于将电路图形转移到 晶圆表面的光刻设备， 包括曝光机和掩膜对准
器等。
刻蚀设备
用于在晶圆表面刻蚀出 电路图形的刻蚀设备， 包括等离子刻蚀机和湿
法刻蚀机等。
集成电路制造的材料
半导体材料
用于制造集成电路的半导体材料，如硅和锗等 。
01-IC制程简介
CMP(化学机械研磨)
为什么需要CMP?
要实现薄膜表面平坦
CMP平坦化
Film
29/43
CMP(化学机械研磨)
CMP
30/43
Litho(图形转移)
31/43
Litho
光照
光阻PR
黄光就像在面 包上面印花纹
32/43
制程-Litho
33/43
Etch 图形（蚀刻区）
Etch 是什么？ 就是“吃”掉没有被挡住的物质 Etch 是做什么用的？ 为了去除显影后裸露出来的物质，实现图形 的转移。 Etch是怎么实现的？ 可以分为使用化学溶液的湿法蚀刻和使用气 体的干法蚀刻。
IC设计服务
光罩制作
芯片生产
芯片测试
芯片切割及 打线
封装及最终 测试
5/43
2006年中国十大集成电路制造企业
序号
企业名称
销售额（亿元）
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 其他 累计
中芯国际集成电路制造有限公司 上海华虹NEC电子有限公司 和舰科技（苏州）有限公司 首钢日电电子有限公司 上海先进半导体制造有限公司 台积电（上海）有限公司 上海宏力半导体制造有限公司 无锡华润上华半导体有限公司 上海贝岭股份有限公司 上海新进半导体制造有限公司 —— ——
（化学机械研磨及表面处理) （炉管区） （薄膜生成） （光刻区） （蚀刻区） (中心区） (生产控制） （培训发展中心） （计算机集成制造）
18/43
Diffusion
19/43
Diffusion - AP Furnace
炉管就像烘烤面 包
Diff(炉管区)
Boat T/C Injector
Inner Tube Outer Tube
集成电路制造工艺流程
单击此处添加标题
*
磷穿透扩散：减小串联电阻 离子注入：精确控制参杂浓度和结深
B
P-Sub
N+埋层
SiO2
光刻胶
P+
P+
P+
P
P
N+
P-Sub
1.2.2 N阱硅栅CMOS工艺主要流程 2. 氧化、光刻N-阱(nwell)
*
1.2.2 N阱硅栅CMOS工艺主要流程 3. N-阱注入，N-阱推进,退火，清洁表面
P-Sub
N阱
*
1.2.2 N阱硅栅CMOS工艺主要流程 4.长薄氧、长氮化硅、光刻场区(active反版)
N阱
P-Sub
*
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。
单击添加副标题
第一章 集成电路制造工艺流程
*
无生产线集成电路设计技术
引言
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。
*
P-Sub
1.2.2 N阱硅栅CMOS工艺主要流程 13. 钝化层淀积，平整化，光刻钝化窗孔(pad)
*
N阱
有源区
多晶
Pplus
Nplus
接触孔
金属1
通孔
金属2
PAD
1.2.3 N阱硅栅CMOS工艺 光刻掩膜版汇总简图
*
2. 减缓表面台阶
3. 减小表面漏电流
P-Sub
N-阱
*
磷穿透扩散：减小串联电阻 离子注入：精确控制参杂浓度和结深
B
P-Sub
N+埋层
SiO2
光刻胶
P+
P+
P+
P
P
N+
P-Sub
1.2.2 N阱硅栅CMOS工艺主要流程 2. 氧化、光刻N-阱(nwell)
*
1.2.2 N阱硅栅CMOS工艺主要流程 3. N-阱注入，N-阱推进,退火，清洁表面
P-Sub
N阱
*
1.2.2 N阱硅栅CMOS工艺主要流程 4.长薄氧、长氮化硅、光刻场区(active反版)
N阱
P-Sub
*
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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第一章 集成电路制造工艺流程
*
无生产线集成电路设计技术
引言
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。
*
P-Sub
1.2.2 N阱硅栅CMOS工艺主要流程 13. 钝化层淀积，平整化，光刻钝化窗孔(pad)
*
N阱
有源区
多晶
Pplus
Nplus
接触孔
金属1
通孔
金属2
PAD
1.2.3 N阱硅栅CMOS工艺 光刻掩膜版汇总简图
*
2. 减缓表面台阶
3. 减小表面漏电流
P-Sub
N-阱
集成电路工艺制程
未来集成电路工艺制程将继续朝着更精细、更高效、更可 靠的方向发展，为人类社会的科技进步做出更大的贡献。
02
集成电路工艺制程技术
光刻技术
总结词
光刻技术是集成电路制造中的关键技术，用于将设计好的电路图案转移到硅片 上。
详细描述
光刻技术利用光线透过掩模版，在硅片表面进行曝光，使光敏材料发生反应， 形成电路图案。光刻技术对精度要求极高，需要精确控制曝光时间和角度，以 确保电路线条的宽度和间距。
制程效率挑战与解决方案
制程效率挑战
随着制程复杂性的增加，生产效率逐渐降低，如何提高制程效率、降低生产成本成为亟 待解决的问题。
制程效率解决方案
研发先进的制程技术和设备，提高生产效率和良品率；同时，优化生产流程和工艺调度， 实现快速转产和灵活生产；此外，采用智能制造和自动化技术，减少人工干预和错误率。
设备。
掺杂的目的是为了形成不同类 型和性质的半导体材料，如N型
和P型半导体。
掺杂的方法有多种，包括离子 注入、扩散等。
掺杂设备的发展趋势是实现更 精确的杂质控制和分布，以提 高电路性能和稳定性。
刻蚀设备
刻蚀设备是将不需要的材料或部分从硅片上去除的设备。
刻蚀设备的作用是实现电路图形的转移和材料的去除， 是集成电路制造中的重要环节。
制程稳定性挑战与解决方案
制程稳定性挑战
制程过程中，各种因素如温度、湿度、压力 等都可能影响工艺的稳定性和重复性，导致 集成电路性能的不一致。
制程稳定性解决方案
通过建立严格的制程控制体系，对工艺参数 进行实时监控和反馈调节，确保工艺条件的 一致性和稳定性；同时，加强设备维护和校 准，提高设备的可靠性和稳定性。
详细描述
掺杂技术是实现半导体材料导电性能 的关键步骤，通过向硅片中掺入磷、 硼等元素，可以控制半导体的导电类 型和浓度，从而影响集成电路的性能。
02
集成电路工艺制程技术
光刻技术
总结词
光刻技术是集成电路制造中的关键技术，用于将设计好的电路图案转移到硅片 上。
详细描述
光刻技术利用光线透过掩模版，在硅片表面进行曝光，使光敏材料发生反应， 形成电路图案。光刻技术对精度要求极高，需要精确控制曝光时间和角度，以 确保电路线条的宽度和间距。
制程效率挑战与解决方案
制程效率挑战
随着制程复杂性的增加，生产效率逐渐降低，如何提高制程效率、降低生产成本成为亟 待解决的问题。
制程效率解决方案
研发先进的制程技术和设备，提高生产效率和良品率；同时，优化生产流程和工艺调度， 实现快速转产和灵活生产；此外，采用智能制造和自动化技术，减少人工干预和错误率。
设备。
掺杂的目的是为了形成不同类 型和性质的半导体材料，如N型
和P型半导体。
掺杂的方法有多种，包括离子 注入、扩散等。
掺杂设备的发展趋势是实现更 精确的杂质控制和分布，以提 高电路性能和稳定性。
刻蚀设备
刻蚀设备是将不需要的材料或部分从硅片上去除的设备。
刻蚀设备的作用是实现电路图形的转移和材料的去除， 是集成电路制造中的重要环节。
制程稳定性挑战与解决方案
制程稳定性挑战
制程过程中，各种因素如温度、湿度、压力 等都可能影响工艺的稳定性和重复性，导致 集成电路性能的不一致。
制程稳定性解决方案
通过建立严格的制程控制体系，对工艺参数 进行实时监控和反馈调节，确保工艺条件的 一致性和稳定性；同时，加强设备维护和校 准，提高设备的可靠性和稳定性。
详细描述
掺杂技术是实现半导体材料导电性能 的关键步骤，通过向硅片中掺入磷、 硼等元素，可以控制半导体的导电类 型和浓度，从而影响集成电路的性能。
集成电路设计与制造的主要流程
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版图设计过程
版图设计过程 大多数基于单元库实现 （1）软件自动转换到版图，可人工调整（规则芯片） （2）布图规划（floor planning)工具 布局布线工具（place&route） 布图规划：在一定约束条件下对设计进行物理划分，并初步确定芯片面积和形状、单元区位置、功能块的面积形状和相对位置、I/O位置，产生布线网格，还可以规划电源、地线以及数据通道分布 （3）全人工版图设计：人工布图规划，提取单元， 人工布局布线（由底向上： 小功能块到大功能块）
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电路实现（包括满足电路性能要求的电路结构和元件参数)：调用单元库完成； 没有单元库支持：对各单元进行电路设计，通过电路模拟与分析，预测电路的直流、交流、瞬态等特性，之后再根据模拟结果反复修改器件参数，直到获得满意的结果。由此可形成用户自己的单元库
01
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设计规则 IC设计与工艺制备之间的接口 制定目的：使芯片尺寸在尽可能小的前提下，避免线条宽度的偏差和不同层版套准偏差可能带来的问题，尽可能地提高电路制备的成品率 什么是设计规则？考虑器件在正常工作的条件下，根据实际工艺水平(包括光刻特性、刻蚀能力、对准容差等)和成品率要求，给出的一组同一工艺层及不同工艺层之间几何尺寸的限制，主要包括线宽、间距、覆盖、露头、凹口、面积等规则，分别给出它们的最小值，以防止掩膜图形的断裂、连接和一些不良物理效应的出现。
版图几何设计规则和
电学规则检查
网表一致性检
查和后仿真
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IC设计流程视具体系统而定 随着 IC CAD系统的发展，IC设计更侧重系统设计 正向设计，逆向设计 SoC: IP（Intelligent Proprietary） 库(优化设计) 软核：行为级描述 firm IP: 门级 hard IP:版图级， D/A A/D DRAM，优化的深亚微米电路等 IC设计与电路制备相对独立的新模式 Foundry的出现
版图设计过程
版图设计过程 大多数基于单元库实现 （1）软件自动转换到版图，可人工调整（规则芯片） （2）布图规划（floor planning)工具 布局布线工具（place&route） 布图规划：在一定约束条件下对设计进行物理划分，并初步确定芯片面积和形状、单元区位置、功能块的面积形状和相对位置、I/O位置，产生布线网格，还可以规划电源、地线以及数据通道分布 （3）全人工版图设计：人工布图规划，提取单元， 人工布局布线（由底向上： 小功能块到大功能块）
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电路实现（包括满足电路性能要求的电路结构和元件参数)：调用单元库完成； 没有单元库支持：对各单元进行电路设计，通过电路模拟与分析，预测电路的直流、交流、瞬态等特性，之后再根据模拟结果反复修改器件参数，直到获得满意的结果。由此可形成用户自己的单元库
01
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设计规则 IC设计与工艺制备之间的接口 制定目的：使芯片尺寸在尽可能小的前提下，避免线条宽度的偏差和不同层版套准偏差可能带来的问题，尽可能地提高电路制备的成品率 什么是设计规则？考虑器件在正常工作的条件下，根据实际工艺水平(包括光刻特性、刻蚀能力、对准容差等)和成品率要求，给出的一组同一工艺层及不同工艺层之间几何尺寸的限制，主要包括线宽、间距、覆盖、露头、凹口、面积等规则，分别给出它们的最小值，以防止掩膜图形的断裂、连接和一些不良物理效应的出现。
版图几何设计规则和
电学规则检查
网表一致性检
查和后仿真
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IC设计流程视具体系统而定 随着 IC CAD系统的发展，IC设计更侧重系统设计 正向设计，逆向设计 SoC: IP（Intelligent Proprietary） 库(优化设计) 软核：行为级描述 firm IP: 门级 hard IP:版图级， D/A A/D DRAM，优化的深亚微米电路等 IC设计与电路制备相对独立的新模式 Foundry的出现
集成电路设计与制造的主要流程PPT培训课件
集成电路设计与制造的主要流程 ppt培训课件
目录
• 集成电路概述 • 集成电路设计流程 • 集成电路制造流程 • 集成电路封装与测试 • 集成电路设计与制造的挑战与未来发展
01
集成电路概述
集成电路的定义与特点
总结词
集成电路是将多个电子元件集成在一块衬底上，实现一定电路或系统功能的微型电子部件。其主要特点包括高集 成度、高可靠性、低功耗、低成本等。
制造工艺的发展趋势是不断追求更高的集成度、更小的特征尺寸和更好的性能。
晶圆制备
晶圆是制造集成电路的基础材 料，其质量直接影响集成电路 的性能和良品率。
晶圆制备包括切割、研磨、抛 光等环节，目的是获得表面平 整、晶体结构完整的晶圆。
晶圆制备技术的发展趋势是追 求更薄的晶圆、更小的晶圆直 径和更高的加工精度。
设计审查与后仿真
设计审查
对完成的版图进行审查，确保其符合规格要求和制造工艺要 求。
后仿真
在版图设计完成后，进行后仿真验证，确保电路的功能和性 能符合要求。
03
集成电路制造流程
制造工艺简介
制造工艺是将集成电路设计转化为实际产品的过程，涉及多个复杂的技术环节。
集成电路制造工艺主要包括晶圆制备、薄膜制备、掺杂与刻蚀、工艺集成与良品率 控制等步骤。
详细描述
集成电路的发展历程可以分为三个阶段：小规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。从 小规模集成电路到超大规模集成电路的发展过程中，集成电路的集成度不断提高，性能不断优化，成 本不断降低，推动了电子技术的飞速发展。
集成电路的应用领域
总结词
集成电路的应用领域非常广泛，包括通信、计算机、 消费电子、工业控制、汽车电子等。
测试与可靠性评估
目录
• 集成电路概述 • 集成电路设计流程 • 集成电路制造流程 • 集成电路封装与测试 • 集成电路设计与制造的挑战与未来发展
01
集成电路概述
集成电路的定义与特点
总结词
集成电路是将多个电子元件集成在一块衬底上，实现一定电路或系统功能的微型电子部件。其主要特点包括高集 成度、高可靠性、低功耗、低成本等。
制造工艺的发展趋势是不断追求更高的集成度、更小的特征尺寸和更好的性能。
晶圆制备
晶圆是制造集成电路的基础材 料，其质量直接影响集成电路 的性能和良品率。
晶圆制备包括切割、研磨、抛 光等环节，目的是获得表面平 整、晶体结构完整的晶圆。
晶圆制备技术的发展趋势是追 求更薄的晶圆、更小的晶圆直 径和更高的加工精度。
设计审查与后仿真
设计审查
对完成的版图进行审查，确保其符合规格要求和制造工艺要 求。
后仿真
在版图设计完成后，进行后仿真验证，确保电路的功能和性 能符合要求。
03
集成电路制造流程
制造工艺简介
制造工艺是将集成电路设计转化为实际产品的过程，涉及多个复杂的技术环节。
集成电路制造工艺主要包括晶圆制备、薄膜制备、掺杂与刻蚀、工艺集成与良品率 控制等步骤。
详细描述
集成电路的发展历程可以分为三个阶段：小规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。从 小规模集成电路到超大规模集成电路的发展过程中，集成电路的集成度不断提高，性能不断优化，成 本不断降低，推动了电子技术的飞速发展。
集成电路的应用领域
总结词
集成电路的应用领域非常广泛，包括通信、计算机、 消费电子、工业控制、汽车电子等。
测试与可靠性评估
集成电路工艺第一章硅集成电路衬底加工技术
在加工过程中使用的各种化学试剂和气体 ，如酸、碱、氧化剂、还原剂等，具有高 纯度和低杂质含量等特点。
03
硅集成电路衬底加工技 术的发展趋势
硅集成电路衬底加工技术的未来发展方向
01
硅集成电路衬底加工技术将继续 向精细化、高集成度方向发展， 以满足更小尺寸、更高性能的集 成电路需求。
02
随着新材料、新技术的不断涌现 ，硅集成电路衬底加工技术将不 断拓展应用领域，如柔性电子、 生物医疗等新兴领域。
化学机械抛光设备
用于在完成电路制作后，对硅片表面 进行抛光处理。
硅集成电路衬底的加工材料
单晶硅片
二氧化硅
作为集成电路的衬底材料，具有高纯度、 低缺陷密度和高机械强度等特点。
作为保护层和介质层，具有高绝缘性能和 化学稳定性。
光刻胶
化学试剂和气体
用于将电路图形转移到硅片表面，具有高 灵敏度、高分辨率和低缺陷密度等特点。
随着纳米加工技术的发展，硅集成电路衬底的纳米级加工已经逐渐实现，这将为 更小尺寸的集成电路提供技术支持。
在新型材料的应用方面，硅集成电路衬底加工技术也在不断探索和尝试，如石墨 烯、氮化镓等新型材料的衬底加工技术已经取得了一定的进展。
04
硅集成电路衬底加工技 术的应用场景
硅集成电路衬底在电子设备中的应用
硅集成电路衬底在通信设备中的应用主要涉及光纤通信、无线通信等领域，为现代通信技术的发展提 供了重
军事设备中的雷达、导弹、导航系统 等精密仪器，都需要使用高精度、高 性能的硅集成电路衬底。
VS
硅集成电路衬底在军事设备中的应用， 不仅提高了军事设备的性能，还为军 事技术的创新发展提供了有力支持。
硅集成电路衬底加工技术的技术难题
集成电路工艺热氧化薄膜技术课件
薄膜质量一致性差
由于热氧化过程受多种因素影响，导致薄膜质量的一致性难以保证， 需要加强工艺控制和标准化。
薄膜与基底材料的兼容性
不同基底材料与热氧化薄膜的兼容性不同，需要针对不同材料进行 优化和调整，以实现良好的结合和性能。
热氧化薄膜技术的未来发展方向
新材料和新工艺研究
01
开展新型热氧化薄膜材料和制备工艺的研究，提高薄膜性能和
物联网
物联网技术的快速发展，使得 集成电路工艺在智能家居、智 能穿戴等领域的应用越来越广泛。
02
热氧化薄膜技术原理
热氧化薄膜技术的定义与分类
定义
热氧化薄膜技术是一种通过高温 氧化过程在半导体表面形成一层 保护膜的技术。
分类
根据使用的氧化剂不同，热氧化 薄膜技术可分为干法氧化和湿法 氧化。
热氧化薄膜技术的原理与特点
20世纪60年代至80年代， 集成电路工艺迅速发展， 晶体管尺寸不断缩小，集 成度提高。
现代阶段
21世纪以来，集成电路工 艺进入纳米时代，晶体管 尺寸不断缩小，性能不断 提高。
集成电路工艺的基本流程
芯片设计
制造
根据产品需求进行芯片 设计，包括电路设计、 版图设计和物理设计等。
通过光刻、刻蚀、掺杂 等工艺流程，将设计好
原理
利用高温条件下，氧分子与半导体表 面原子发生化学反应，形成稳定的氧 化物，从而在半导体表面形成一层保 护膜。
特点
热氧化薄膜具有良好的绝缘性、稳定 性、耐腐蚀性和较高的击穿电压。
热氧化薄膜技术的应用场景
集成电路制造
在集成电路制造过程中， 热氧化薄膜技术广泛应用 于芯片表面保护、隔离和 钝化等环节。
总结词
厚度与均匀性是评估热氧化薄膜质量的重要指标，它们影响薄膜的机械性能、电气性能和可靠性。
由于热氧化过程受多种因素影响，导致薄膜质量的一致性难以保证， 需要加强工艺控制和标准化。
薄膜与基底材料的兼容性
不同基底材料与热氧化薄膜的兼容性不同，需要针对不同材料进行 优化和调整，以实现良好的结合和性能。
热氧化薄膜技术的未来发展方向
新材料和新工艺研究
01
开展新型热氧化薄膜材料和制备工艺的研究，提高薄膜性能和
物联网
物联网技术的快速发展，使得 集成电路工艺在智能家居、智 能穿戴等领域的应用越来越广泛。
02
热氧化薄膜技术原理
热氧化薄膜技术的定义与分类
定义
热氧化薄膜技术是一种通过高温 氧化过程在半导体表面形成一层 保护膜的技术。
分类
根据使用的氧化剂不同，热氧化 薄膜技术可分为干法氧化和湿法 氧化。
热氧化薄膜技术的原理与特点
20世纪60年代至80年代， 集成电路工艺迅速发展， 晶体管尺寸不断缩小，集 成度提高。
现代阶段
21世纪以来，集成电路工 艺进入纳米时代，晶体管 尺寸不断缩小，性能不断 提高。
集成电路工艺的基本流程
芯片设计
制造
根据产品需求进行芯片 设计，包括电路设计、 版图设计和物理设计等。
通过光刻、刻蚀、掺杂 等工艺流程，将设计好
原理
利用高温条件下，氧分子与半导体表 面原子发生化学反应，形成稳定的氧 化物，从而在半导体表面形成一层保 护膜。
特点
热氧化薄膜具有良好的绝缘性、稳定 性、耐腐蚀性和较高的击穿电压。
热氧化薄膜技术的应用场景
集成电路制造
在集成电路制造过程中， 热氧化薄膜技术广泛应用 于芯片表面保护、隔离和 钝化等环节。
总结词
厚度与均匀性是评估热氧化薄膜质量的重要指标，它们影响薄膜的机械性能、电气性能和可靠性。
集成电路的制造工艺流程
集成电路的制造工艺流程
目录
• 集成电路制造概述 • 集成电路设计 • 集成电路制造工艺 • 集成电路制造设备与材料 • 集成电路制造的环境影响与可持
续性 • 集成电路制造的案例研究
01
集成电路制造概述
集成电路的定义与重要性
集成电路是将多个电子元件集成在一块衬底上，实现一定的电路或系统功能的微 型电子部件。由于其体积小、性能高、可靠性强的特点，集成电路在通信、计算 机、消费电子、汽车电子、工业控制等领域得到广泛应用。
智能化与自动化
随着智能化和自动化技术的发展， 制造设备和材料需要更加智能化和 自动化，以提高生产效率和产品质 量。
05
集成电路制造的环境影响与 可持续性
制造过程中的环境影响
1 2
能源消耗
集成电路制造过程中需要大量的能源，包括电力、 蒸汽和冷却水等，能源消耗巨大。
废弃物产生
制造过程中会产生各种废弃物，如废水、废气和 固体废弃物等，对环境造成一定压力。
3. 刻蚀和切割
通过刻蚀技术将电路结构转移 到衬底上，并使用切割技术将 单个器件分离出来。
总结词
MEMS器件是一种微小型化的 机械和电子系统，具有高精度、 高可靠性和低成本等特点。
2. 制膜和光刻
在衬底上制备所需的薄膜材料， 并使用光刻技术将电路图形转 移到薄膜上。
4. 测试和封装
对制造完成的MEMS器件进行 性能测试，合格的产品进行封 装和可靠性试验。
绿色采购
优先选择环保合规的供应 商和原材料，从源头减少 对环境的负面影响。
环境友好型制造技术的未来发展
新材料和新工艺
研发和推广环境友好型新材料和 新工艺，替代传统的高污染材料 和工艺，降低能耗和减少废弃物 排放。
目录
• 集成电路制造概述 • 集成电路设计 • 集成电路制造工艺 • 集成电路制造设备与材料 • 集成电路制造的环境影响与可持
续性 • 集成电路制造的案例研究
01
集成电路制造概述
集成电路的定义与重要性
集成电路是将多个电子元件集成在一块衬底上，实现一定的电路或系统功能的微 型电子部件。由于其体积小、性能高、可靠性强的特点，集成电路在通信、计算 机、消费电子、汽车电子、工业控制等领域得到广泛应用。
智能化与自动化
随着智能化和自动化技术的发展， 制造设备和材料需要更加智能化和 自动化，以提高生产效率和产品质 量。
05
集成电路制造的环境影响与 可持续性
制造过程中的环境影响
1 2
能源消耗
集成电路制造过程中需要大量的能源，包括电力、 蒸汽和冷却水等，能源消耗巨大。
废弃物产生
制造过程中会产生各种废弃物，如废水、废气和 固体废弃物等，对环境造成一定压力。
3. 刻蚀和切割
通过刻蚀技术将电路结构转移 到衬底上，并使用切割技术将 单个器件分离出来。
总结词
MEMS器件是一种微小型化的 机械和电子系统，具有高精度、 高可靠性和低成本等特点。
2. 制膜和光刻
在衬底上制备所需的薄膜材料， 并使用光刻技术将电路图形转 移到薄膜上。
4. 测试和封装
对制造完成的MEMS器件进行 性能测试，合格的产品进行封 装和可靠性试验。
绿色采购
优先选择环保合规的供应 商和原材料，从源头减少 对环境的负面影响。
环境友好型制造技术的未来发展
新材料和新工艺
研发和推广环境友好型新材料和 新工艺，替代传统的高污染材料 和工艺，降低能耗和减少废弃物 排放。
集成电路制造工艺与工程应用
集成电路设计基础：这部分内容介绍了集成电路设计的基本原理和方法，包括 电路设计、版图设计、物理验证等方面，为读者提供了集成电路设计的理论知 识。
集成电路制造工艺流程：这部分内容是本书的核心，详细介绍了集成电路制造 的各个步骤，包括薄膜制备、光刻、刻蚀、离子注入、金属化等，每个步骤都 包含了原理、设备和工艺控制等方面的内容。
通过阅读这本书，我深刻地认识到集成电路制造工艺的重要性和复杂性。我也 为我国在集成电路领域的发展和进步感到自豪。我相信，《集成电路制造工艺 与工程应用》这本书的将对我国集成电路产业的发展产生积极的推动作用，也 将为读者提供一本优秀的参考书籍。
目录分析
随着科技的飞速发展，集成电路已成为当今世界最为重要的技术之一，广泛应 用于通信、计算机、消费电子等领域。集成电路制造工艺是实现集成电路的关 键技术，其复杂性和精密性要求极高。《集成电路制造工艺与工程应用》这本 书对集成电路制造工艺进行了深入浅出的阐述，并通过工程应用实例，帮助读 者更好地理解和应用集成电路制造工艺。
集成电路制造工艺与工程应用
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
思维导图
本书关键字分析思维导图
制造
可以
工程
工艺
设计
应用
一章
制造
工艺
集成电路 介绍
半导体
集成电路
工程
电路
这些
基本
包括
通过
内容摘要
内容摘要
《集成电路制造工艺与工程应用》是一本全面介绍集成电路制造工艺和工程应用的书籍。本书涵 盖了从半导体材料到集成电路制造的全过程，以及各种工程应用实例。以下是本书的主要内容摘 要。 本书首先介绍了半导体材料的基本性质和特点，包括能带结构、载流子输运、热学性质等。这些 基本知识是理解集成电路制造工艺的基础。 这一章详细介绍了集成电路制造的主要工艺流程，包括薄膜沉积、光刻、刻蚀、掺杂等。这些工 艺步骤是集成电路制造的核心，通过这些工艺，可以将微小的电路设计在半导体材料上。 这一章重点介绍了各种半导体器件的制造工艺，包括二极管、晶体管、场效应管等。这些器件是 集成电路的基本组成部分，其性能对整个集成电路的性能有着决定性的影响。 这一章介绍了集成电路设计的基本原理和方法，包括电路分析、电路设计、版图绘制等。
《集成电路制造》课件
详细描述
新材料的应用能够提高集成电路的集成度和运算 速度，同时降低能耗，延长设备的使用寿命。
新设备的应用
总结词
新设备的应用是推动集成电路制造技术进步的重要因素。
总结词
新设备的应用将促进集成电路制造的规模化和精细化。
详细描述
随着光刻、刻蚀等关键设备技术的不断突破，新一代的设 备如EUV光刻机、纳米压印设备等将进一步提高集成电路 的制造精度和效率。
2023-2026
ONE
KEEP VIEW
《集成电路制造》 PPT课件
REPORTING
CATALOGUE
目 录
• 集成电路制造概述 • 集成电路制造材料 • 集成电路制造设备 • 集成电路制造工艺 • 集成电路制造中的问题与对策 • 集成电路制造的未来发展
PART 01
集成电路制造概述
集成电路制造的定义
热处理设备种类
包括快速热处理、退火炉、氧化炉等。
热处理设备的作用
优化材料性能，提高集成电路的稳定性和可 靠性。
光刻设备
光刻设备
用于将设计好的电路图形转移到硅片 表面，是集成电路制造中的关键设备 之一。
光刻设备种类
包括接触式光刻机、接近式光刻机、 投影式光刻机等。
光刻原理
利用光敏材料和光的干涉、衍射等作 用，将电路图形从掩膜版转移到硅片 表面。
效益。
PART 06
集成电路制造的未来发展
新材料的应用
总结词
新材料的应用是集成电路制造未来发展的关键之 一。
总结词
新材料的应用有助于提高集成电路的性能和降低 能耗。
详细描述
随着科技的不断发展，新型半导体材料如碳纳米 管、二维材料等逐渐崭露头角，它们具有更高的 电子迁移率、更强的耐热性等特点，为集成电路 制造带来了新的可能性。
新材料的应用能够提高集成电路的集成度和运算 速度，同时降低能耗，延长设备的使用寿命。
新设备的应用
总结词
新设备的应用是推动集成电路制造技术进步的重要因素。
总结词
新设备的应用将促进集成电路制造的规模化和精细化。
详细描述
随着光刻、刻蚀等关键设备技术的不断突破，新一代的设 备如EUV光刻机、纳米压印设备等将进一步提高集成电路 的制造精度和效率。
2023-2026
ONE
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《集成电路制造》 PPT课件
REPORTING
CATALOGUE
目 录
• 集成电路制造概述 • 集成电路制造材料 • 集成电路制造设备 • 集成电路制造工艺 • 集成电路制造中的问题与对策 • 集成电路制造的未来发展
PART 01
集成电路制造概述
集成电路制造的定义
热处理设备种类
包括快速热处理、退火炉、氧化炉等。
热处理设备的作用
优化材料性能，提高集成电路的稳定性和可 靠性。
光刻设备
光刻设备
用于将设计好的电路图形转移到硅片 表面，是集成电路制造中的关键设备 之一。
光刻设备种类
包括接触式光刻机、接近式光刻机、 投影式光刻机等。
光刻原理
利用光敏材料和光的干涉、衍射等作 用，将电路图形从掩膜版转移到硅片 表面。
效益。
PART 06
集成电路制造的未来发展
新材料的应用
总结词
新材料的应用是集成电路制造未来发展的关键之 一。
总结词
新材料的应用有助于提高集成电路的性能和降低 能耗。
详细描述
随着科技的不断发展，新型半导体材料如碳纳米 管、二维材料等逐渐崭露头角，它们具有更高的 电子迁移率、更强的耐热性等特点，为集成电路 制造带来了新的可能性。
(完整版)1-1集成电路版图设计概述
二、按集成度分类
集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目
类别
数字集成电路
模拟集成电路
MOS IC
双极IC
SSI
<102
<100
<30
MSI
102103
100500
30100
LSI
103105
5002000
100300
VLSI
105107
>2000
>300
ULSI
107109
GSI
❖ 专用集成电路 根据某种电子设备中特定的技术要求而专门设计的集成 电路简称ASIC，其特点是集成度较高功能较多，功耗较 小，封装形式多样。玩具狗芯片； 通信卫星芯片；计算 机工作站CPU中存储器与微处理器间的接口芯片
第一章 集成电路设计概述
1.3 无生产线集成电路设计技术 Fabless IC Design Technique
IDM与Fabless集成电路实现
• 集成电路发展的前三十年中，设计、制造和封装都 是集中在半导体生产厂家内进行的，称之为一体化 制造 (IDM，Integrated Device Manufacture)的集 成电路实现模式。
• 近十年以来，电路设计、工艺制造和封装开始分立 运行，这为发展无生产线（Fabless）集成电路设计 提供了条件，为微电子领域发展知识经济提供了条 件。
第一章 集成电路设计概述
1.1 集成电路（IC）的发展
芯片，现代社会的基石
内存条
PDA：掌上电脑
手机
数码相机
主板
计算机
集成电路
Integrated Circuit ，缩写IC IC是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、电感等无源 器件，按照一定的电路互连，“集成”在一块半 导体晶片（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的一种器件。
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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。
17
2021/3/4
•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
18
2021/3/4 19
2021/3/4
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
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”
23
2021/3/4
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。
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
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
集成电路
2021/3/4
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。
➢ 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
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
20
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）
【日】岩田 穆
出版社 电子工业
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
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 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
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
世界第一个晶体管
2021/3/4
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”