第0章绪论集成电路的基本制造工艺
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• 反映了集成电路版图图形的精细程度，特征尺寸的减少主
要取决于光刻技术的改进（光刻最小特征尺寸与曝光所用波 长）。
26
集成电路的分类
按电路规模分类 按导电载流子类型分类 按电路处理信号方式分类 按实现方法分类 按电路功能分类 按设计方法分类
2020/1/20
27
集成电路的分类-1
集成电路 原理与制
造工艺
学校：长春理工大学 专业：电子材料与元器件 教师：赵 建 勋
2020/1/20
1
绪论
集成电路的基本概念
过去、现状、发展及其作用
国内相关产业 的发展现状
课程教材
2020/1/20
集成电路面临的 主要问题
考核方法
2
教 材：半导体集成电路 第2版
朱正涌 张海洋 朱元红 编 清华大学出版社
– 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，
掌 按照一定的电路互连，“集 握 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
集成电路—微电子技术的核心
2020/1/20
10
它是集成电路吗？
电容 电阻 二极管 三极管
2020/1/20
7
源自文库么是集成电路？
先看一个例子
电容 电阻 二极管 三极管
2020/1/20
它是不是集成电路？
8
将电子元器件按照一定的要 求连接起来,完成一定的功能
2020/1/20
将所有元件、有源器件和互连 线做在同一个基片（一般为半 导体晶体材料）内部、表面或
基片之上，组成微型化电路
9
Integrated Circuit，缩写 IC
电子版教材与多媒体课件放在邮箱中 邮箱：ourcust@sina.cn 邮箱密码： ourcust
考核方式：闭卷考试 成 绩：考试 80% 平时+作业 20%
2020/1/20
3
学 时：理论课 48学时 必修
参考书目：
前三本书的电子版，将放在 邮箱中，供大家下载学习。
1. 《半导体集成电路 》 张廷庆、张开华、朱兆宗编，
6英寸、8英寸、12英寸
2020/1/20
24
集成度、规模：每块芯片包含的晶体管
数目或等效逻辑门(2输入的NAND)的数量1个2 输入的NAND=4个晶体管
25 2020/1/20
特征尺寸 掌握 • 集成电路器件中最细线条的宽度，对MOS器件常指栅极所
决定的沟道几何长度，是一条工艺线中能加工的最小尺寸。
MOS型
2020/1/20
30
集成电路的分类-3
按电路处理信号方式分类
1
0
输入与输出量均为二 进制的数字，不是高 电平，就是低电平， 在数字电路中表现为
“0”，“1”。
数模混合 集成电路
输入与输出量为连续变 化的模拟量
数字集成电路
模拟集成电路
2020/1/20
31
集成电路的分类-4
按实现方法分类
无处不在，彻底渗入并改变了人类生活！
2020/1/20
22
2020/1/20 23
相关基本概念
形状：一般为正方形或矩形
面积: 几平方毫米到几百平方毫米。面积增大引起
功耗增大、封装困难、成品率下降，成本提高，可通过
增大硅圆片直径来弥补。
晶圆尺寸
芯片尺寸
(Wafer Size)
(Die Size)
几平方毫米到几百平方毫米
2020/1/20
28
划分集成电路规模的标准
类别
SSI MSI LSI VLSI ULSI GSI
数字集成电路
MOS IC ＜102
102～103 103～105 105～107 107～109
双极 IC ＜100 100～500 500～2000 ＞ 2000
＞109
2020/1/20
模拟集成电路 ＜ 30
半导体器件 电子线路
固体物理 量子力学
2020/1/20
模拟电 数字电 子技术 子技术
5
提纲
一.集成电路的概念 二.集成电路的发展历史及其作用 三.集成电路面临的主要问题 四.我国集成电路产业现状
2020/1/20
6
提纲--1
一.集成电路的概念
1.什么是集成电路？ 2.相关基本概念 3.集成电路的分类
2020/1/20
它是不是集成电路？
该电路没有将所有 它不是集
器件和元件制作在 成电路！
同一半导体基片内。
11
★判断左图和右图中红色框内的电路是否 为集成电路？
左图的电路不是 集成电路。
2020/1/20
右图红色框内的电 路是集成电路。
12
13 2020/1/20
14
15
裸 片 “衣服” 封装
上海科学技术出版社
2. 《集成电路导论》 维克托·H ·格林尼许 编，徐俊荣等
译，原子能出版社
3. 《半导体逻辑集成电路》 杨崇志、康博南编，吉林大
学出版社
4. 《半导体集成电路》 余宁梅、杨媛、潘银松编，科学
出版社
2020/1/20
4
课程地位与知识应用领域
集成电路原理与制造工艺
微电子工 半导体物理 艺基础
2020/1/20
16
生活中的集成电路
1、手机
2020/1/20
17
iPhone 主板内的集成电路
2020/1/20
18
生活中的集成电路
2、笔记本电脑
2020/1/20
19
CPU芯片 intel 酷睿i7
2020/1/20 20
生活中的集成电路
3、鼠标
2020/1/20
21
日常生活中的集成电路
薄膜 集成电路
由金属和金属合金薄膜 以及半导体薄膜制成元 器件，布线连接构成的 集成电路
半导体 集成电路
半导体单晶为基片，将 构成电路的各元器件制 作于同一基片上，布线 连接构成的集成电路
混合 集成电路
由半导体集成电路，膜 集成电路和分离元件中 至少两种构成的集成电路
按电路规模分类
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）
30～100 100～300
＞ 300
29
集成电路的分类-2
按导电载流子类型分类（实现工艺）
电流I
参与导电的载流子 既有空穴又有电子，
称为双极型
Bi-CMOS
Bipolar Junction Transistor
BJT型
电流I
参与导电的载流 子只有空穴或电 子，称为单极型
MOS Transistor
要取决于光刻技术的改进（光刻最小特征尺寸与曝光所用波 长）。
26
集成电路的分类
按电路规模分类 按导电载流子类型分类 按电路处理信号方式分类 按实现方法分类 按电路功能分类 按设计方法分类
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集成电路的分类-1
集成电路 原理与制
造工艺
学校：长春理工大学 专业：电子材料与元器件 教师：赵 建 勋
2020/1/20
1
绪论
集成电路的基本概念
过去、现状、发展及其作用
国内相关产业 的发展现状
课程教材
2020/1/20
集成电路面临的 主要问题
考核方法
2
教 材：半导体集成电路 第2版
朱正涌 张海洋 朱元红 编 清华大学出版社
– 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，
掌 按照一定的电路互连，“集 握 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
集成电路—微电子技术的核心
2020/1/20
10
它是集成电路吗？
电容 电阻 二极管 三极管
2020/1/20
7
源自文库么是集成电路？
先看一个例子
电容 电阻 二极管 三极管
2020/1/20
它是不是集成电路？
8
将电子元器件按照一定的要 求连接起来,完成一定的功能
2020/1/20
将所有元件、有源器件和互连 线做在同一个基片（一般为半 导体晶体材料）内部、表面或
基片之上，组成微型化电路
9
Integrated Circuit，缩写 IC
电子版教材与多媒体课件放在邮箱中 邮箱：ourcust@sina.cn 邮箱密码： ourcust
考核方式：闭卷考试 成 绩：考试 80% 平时+作业 20%
2020/1/20
3
学 时：理论课 48学时 必修
参考书目：
前三本书的电子版，将放在 邮箱中，供大家下载学习。
1. 《半导体集成电路 》 张廷庆、张开华、朱兆宗编，
6英寸、8英寸、12英寸
2020/1/20
24
集成度、规模：每块芯片包含的晶体管
数目或等效逻辑门(2输入的NAND)的数量1个2 输入的NAND=4个晶体管
25 2020/1/20
特征尺寸 掌握 • 集成电路器件中最细线条的宽度，对MOS器件常指栅极所
决定的沟道几何长度，是一条工艺线中能加工的最小尺寸。
MOS型
2020/1/20
30
集成电路的分类-3
按电路处理信号方式分类
1
0
输入与输出量均为二 进制的数字，不是高 电平，就是低电平， 在数字电路中表现为
“0”，“1”。
数模混合 集成电路
输入与输出量为连续变 化的模拟量
数字集成电路
模拟集成电路
2020/1/20
31
集成电路的分类-4
按实现方法分类
无处不在，彻底渗入并改变了人类生活！
2020/1/20
22
2020/1/20 23
相关基本概念
形状：一般为正方形或矩形
面积: 几平方毫米到几百平方毫米。面积增大引起
功耗增大、封装困难、成品率下降，成本提高，可通过
增大硅圆片直径来弥补。
晶圆尺寸
芯片尺寸
(Wafer Size)
(Die Size)
几平方毫米到几百平方毫米
2020/1/20
28
划分集成电路规模的标准
类别
SSI MSI LSI VLSI ULSI GSI
数字集成电路
MOS IC ＜102
102～103 103～105 105～107 107～109
双极 IC ＜100 100～500 500～2000 ＞ 2000
＞109
2020/1/20
模拟集成电路 ＜ 30
半导体器件 电子线路
固体物理 量子力学
2020/1/20
模拟电 数字电 子技术 子技术
5
提纲
一.集成电路的概念 二.集成电路的发展历史及其作用 三.集成电路面临的主要问题 四.我国集成电路产业现状
2020/1/20
6
提纲--1
一.集成电路的概念
1.什么是集成电路？ 2.相关基本概念 3.集成电路的分类
2020/1/20
它是不是集成电路？
该电路没有将所有 它不是集
器件和元件制作在 成电路！
同一半导体基片内。
11
★判断左图和右图中红色框内的电路是否 为集成电路？
左图的电路不是 集成电路。
2020/1/20
右图红色框内的电 路是集成电路。
12
13 2020/1/20
14
15
裸 片 “衣服” 封装
上海科学技术出版社
2. 《集成电路导论》 维克托·H ·格林尼许 编，徐俊荣等
译，原子能出版社
3. 《半导体逻辑集成电路》 杨崇志、康博南编，吉林大
学出版社
4. 《半导体集成电路》 余宁梅、杨媛、潘银松编，科学
出版社
2020/1/20
4
课程地位与知识应用领域
集成电路原理与制造工艺
微电子工 半导体物理 艺基础
2020/1/20
16
生活中的集成电路
1、手机
2020/1/20
17
iPhone 主板内的集成电路
2020/1/20
18
生活中的集成电路
2、笔记本电脑
2020/1/20
19
CPU芯片 intel 酷睿i7
2020/1/20 20
生活中的集成电路
3、鼠标
2020/1/20
21
日常生活中的集成电路
薄膜 集成电路
由金属和金属合金薄膜 以及半导体薄膜制成元 器件，布线连接构成的 集成电路
半导体 集成电路
半导体单晶为基片，将 构成电路的各元器件制 作于同一基片上，布线 连接构成的集成电路
混合 集成电路
由半导体集成电路，膜 集成电路和分离元件中 至少两种构成的集成电路
按电路规模分类
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）
30～100 100～300
＞ 300
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集成电路的分类-2
按导电载流子类型分类（实现工艺）
电流I
参与导电的载流子 既有空穴又有电子，
称为双极型
Bi-CMOS
Bipolar Junction Transistor
BJT型
电流I
参与导电的载流 子只有空穴或电 子，称为单极型
MOS Transistor