第3、4章微电子集成电路.pptx
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《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
集成电路课件Cha
逻辑合成工具
将硬件描述语言转换为门级网 表，进行逻辑优化和布局规划 。
布图工具
用于物理版图的绘制和编辑， 如Cadence、Synopsys等。
仿真工具
用于模拟电路行为，如 ModelSim、NC-Sim等。
集成电路设计的挑战与解决方案
功耗问题
随着芯片规模不断增大，功耗问 题越来越突出。解决方案包括优 化芯片架构、降低工作电压和使
1965年
仙童半导体的摩尔提出了著名的摩尔定律 ，预测了集成电路的发展趋势。
集成电路的应用领域
计算机领域
CPU、GPU、内存、硬盘等计 算机硬件中都集成了大量的集 成电路。
汽车电子领域
汽车中的发动机控制、安全气 囊、ABS防抱死系统等都依赖 于集成电路。
通信领域
手机、基站、路由器等通信设 备中都使用了大量的集成电路。
用低功耗设计技术等。
时序问题
随着芯片工作频率不断提高，时 序问题越来越突出。解决方案包 括精确估算时钟偏差、使用时钟
管理和同步技术等。
可靠性问题
随着芯片工作温度和电压波动范 围不断增大，可靠性问题越来越 突出。解决方案包括使用耐久性 和可靠性设计技术、进行可靠性
分析和测试等。
03
集成电路制造
制造工艺流程
高性能挑战
随着集成电路速度和性能的提高，测 试的难度增加。解决方案：采用高速、 高稳定的测试设备和算法，确保测试 结果的准确性和可靠性。
05
集成电路发展趋势与未 来展望
技术创新与进步
摩尔定律的延续
集成电路技术不断进步，晶体管尺寸持续缩小，性能不断提升。
新材料、新工艺的应用
新型材料如碳纳米管、二维材料等在集成电路制造中的应用，提高 了芯片性能和集成度。
将硬件描述语言转换为门级网 表，进行逻辑优化和布局规划 。
布图工具
用于物理版图的绘制和编辑， 如Cadence、Synopsys等。
仿真工具
用于模拟电路行为，如 ModelSim、NC-Sim等。
集成电路设计的挑战与解决方案
功耗问题
随着芯片规模不断增大，功耗问 题越来越突出。解决方案包括优 化芯片架构、降低工作电压和使
1965年
仙童半导体的摩尔提出了著名的摩尔定律 ，预测了集成电路的发展趋势。
集成电路的应用领域
计算机领域
CPU、GPU、内存、硬盘等计 算机硬件中都集成了大量的集 成电路。
汽车电子领域
汽车中的发动机控制、安全气 囊、ABS防抱死系统等都依赖 于集成电路。
通信领域
手机、基站、路由器等通信设 备中都使用了大量的集成电路。
用低功耗设计技术等。
时序问题
随着芯片工作频率不断提高，时 序问题越来越突出。解决方案包 括精确估算时钟偏差、使用时钟
管理和同步技术等。
可靠性问题
随着芯片工作温度和电压波动范 围不断增大，可靠性问题越来越 突出。解决方案包括使用耐久性 和可靠性设计技术、进行可靠性
分析和测试等。
03
集成电路制造
制造工艺流程
高性能挑战
随着集成电路速度和性能的提高，测 试的难度增加。解决方案：采用高速、 高稳定的测试设备和算法，确保测试 结果的准确性和可靠性。
05
集成电路发展趋势与未 来展望
技术创新与进步
摩尔定律的延续
集成电路技术不断进步，晶体管尺寸持续缩小，性能不断提升。
新材料、新工艺的应用
新型材料如碳纳米管、二维材料等在集成电路制造中的应用，提高 了芯片性能和集成度。
微电子技术PPT课件
什么是 IC卡？
IC卡(chip card、smart card)，又称为集成电路卡，它是把 集成电路芯片密封在塑料卡基片内，使其成为能存储信息、 处理和传递数据的载体
特点：
存储信息量大 保密性能强 可以防止伪造和窃用 抗干扰能力强 可靠性高
应用举例：
作为电子证件，记录持卡人的信息，用作身份识别（如身份证、 考勤卡、医疗卡、住房卡等）
80486
8086
80286
80386
晶体管数
CORE i7
CORE 2 Quad CORE 2 Duo
Pentium 4 Pentium III
1000x106 100x106
Pentium II Pentium
10x106 106
100 000
8008 8080 4004
1970 1975
1980
IC集成度提高的规律
Moore定律：单块集成电路的集成度平均每18个月 翻一番 (Gordon E.Moore,1965年)
例：Intel微处理器集成度的发展
酷睿2双核 （2006） 291～410M晶体管 酷睿2四核 （2007） 820M 晶体管 Core i7 六核（2010） >10亿 晶体管
1985
1990
1995
2000
10 000 1 000 2010
9
第1章 信息技术概述
集成电路技术的发展趋势
• 减小蚀刻尺寸，缩小晶体管、电阻、电容和连线的尺寸 • 增大硅晶圆的面积：使每块晶圆能生产更多的芯片
1999
工艺(μm)
0.18
晶体管(M)
23.8
时钟频率(GHz) 1.2
面积(mm2)
集成电路制造工艺微电子.pptx
第16页/共40页
• 生长n型外延层
• 利用HF腐蚀掉硅片表面的氧化层 • 将硅片放入外延炉中进行外延，外延层的厚度和掺
杂浓度一般由器件的用途决定
第17页/共40页
• 形成横向氧化物隔离区 • 热生长一层薄氧化层，厚度约50nm • 淀积一层氮化硅，厚度约100nm • 光刻2#版(场区隔离版
第18页/共40页
第23页/共40页
• 金属化 • 淀积金属，一般是铝或Al-Si、Pt-Si合金等 • 光刻6#版(连线版)，形成金属互连线
• 合金：使Al与接触孔中的硅形成良好的欧姆接触，一般是在450℃、N2-H2气 氛下处理20～30分钟
• 形成钝化层 • 在低温条件下(小于300℃)淀积氮化硅 • 光刻7#版(钝化版) • 刻蚀氮化硅，形成钝化图形
• 形成横向氧化物隔离区 • 利用反应离子刻蚀技术将光刻窗口中的氮化硅层-氧化层以及一半的外延 硅层刻蚀掉 • 进行硼离子注入
第19页/共40页
• 形成横向氧化物隔离区 • 去掉光刻胶，把硅片放入氧化炉氧化，形成厚的场氧化层隔离区 • 去掉氮化硅层
第20页/共40页
• 形成基区 • 光刻3#版(基区版)，利用光刻胶将收集区遮挡住，暴露出基区 • 基区离子注入硼
•辅助工序
•超净厂房技术 •超纯水、高纯气体制备技术 •光刻掩膜版制备技术 •材料准备技术
第38页/共40页
作业
•设计制备NMOSFET的 工艺，并画出流程图
第39页/共40页
感谢您的观看。
第40页/共40页
第12页/共40页
第13页/共40页
成电路 制造工
艺
第14页/共40页
第15页/共40页
双极集成电路工艺
• 生长n型外延层
• 利用HF腐蚀掉硅片表面的氧化层 • 将硅片放入外延炉中进行外延，外延层的厚度和掺
杂浓度一般由器件的用途决定
第17页/共40页
• 形成横向氧化物隔离区 • 热生长一层薄氧化层，厚度约50nm • 淀积一层氮化硅，厚度约100nm • 光刻2#版(场区隔离版
第18页/共40页
第23页/共40页
• 金属化 • 淀积金属，一般是铝或Al-Si、Pt-Si合金等 • 光刻6#版(连线版)，形成金属互连线
• 合金：使Al与接触孔中的硅形成良好的欧姆接触，一般是在450℃、N2-H2气 氛下处理20～30分钟
• 形成钝化层 • 在低温条件下(小于300℃)淀积氮化硅 • 光刻7#版(钝化版) • 刻蚀氮化硅，形成钝化图形
• 形成横向氧化物隔离区 • 利用反应离子刻蚀技术将光刻窗口中的氮化硅层-氧化层以及一半的外延 硅层刻蚀掉 • 进行硼离子注入
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• 形成横向氧化物隔离区 • 去掉光刻胶，把硅片放入氧化炉氧化，形成厚的场氧化层隔离区 • 去掉氮化硅层
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• 形成基区 • 光刻3#版(基区版)，利用光刻胶将收集区遮挡住，暴露出基区 • 基区离子注入硼
•辅助工序
•超净厂房技术 •超纯水、高纯气体制备技术 •光刻掩膜版制备技术 •材料准备技术
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作业
•设计制备NMOSFET的 工艺，并画出流程图
第39页/共40页
感谢您的观看。
第40页/共40页
第12页/共40页
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成电路 制造工
艺
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双极集成电路工艺
集成电路介绍PPT课件
第11页/共27页
五、集成电路封装技术
1．BGA 球栅阵列封装 2．CSP 芯片缩放式封装 3．COB 板上芯片贴装 4．COC 瓷质基板上芯片贴装 5．MCM 多芯片模型贴装 6．LCC 无引线片式载体 7．CFP 陶瓷扁平封装 8．PQFP 塑料四边引线封装 9．SOJ 塑料J形线封装 10．SOP 小外形外壳封装
第15页/共27页
5.1 直插式
衡量一个芯片封装技术先进与否的 重要指标是芯片面积与封装面积之比R， 这个比值越接近l越好。
以采用40根I/O引脚塑料双列直插式 封装(PDIP)的CPU为例，其芯片面积/封 装面积R=（3×3）/（15.24×50） =1:86，离l相差很远。这种封装尺寸远 比芯片大，说明封装效率很低，占去了很 多有效安装面积。
一、集成电路定义 二、集成电路特点 三、集成电路发展 四、集成电路分类
五、集成电路封装技术
第1页/共27页
一、集成电路定义
• 集成电路（Integrated Circuit,简称IC）是20世纪60年代初期发展起来的一种新型半导体器件。把构成 具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上， 然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。
5.3 芯片尺寸封装
• 双列直插式封装（DIP）的裸芯片面积与封装 面积之比为1:80,
• 表面贴装技术SMT中的QFP为1:7， • CSP小于1:1.2
第20页/共27页
5.3 芯片尺寸封装
导线丝 引线架
IC芯片
封装树脂
铝膜 外引线
塑料基板 导电粘胶
塑料封装第D21I页P/工共2艺7页
5.3 芯片尺寸封装
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五、集成电路封装技术
1．BGA 球栅阵列封装 2．CSP 芯片缩放式封装 3．COB 板上芯片贴装 4．COC 瓷质基板上芯片贴装 5．MCM 多芯片模型贴装 6．LCC 无引线片式载体 7．CFP 陶瓷扁平封装 8．PQFP 塑料四边引线封装 9．SOJ 塑料J形线封装 10．SOP 小外形外壳封装
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5.1 直插式
衡量一个芯片封装技术先进与否的 重要指标是芯片面积与封装面积之比R， 这个比值越接近l越好。
以采用40根I/O引脚塑料双列直插式 封装(PDIP)的CPU为例，其芯片面积/封 装面积R=（3×3）/（15.24×50） =1:86，离l相差很远。这种封装尺寸远 比芯片大，说明封装效率很低，占去了很 多有效安装面积。
一、集成电路定义 二、集成电路特点 三、集成电路发展 四、集成电路分类
五、集成电路封装技术
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一、集成电路定义
• 集成电路（Integrated Circuit,简称IC）是20世纪60年代初期发展起来的一种新型半导体器件。把构成 具有一定功能的电路所需的半导体、电阻、电容等元件及它们之间的连接导线全部集成在一小块硅片上， 然后焊接封装在一个管壳内的电子器件。
5.3 芯片尺寸封装
• 双列直插式封装（DIP）的裸芯片面积与封装 面积之比为1:80,
• 表面贴装技术SMT中的QFP为1:7， • CSP小于1:1.2
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5.3 芯片尺寸封装
导线丝 引线架
IC芯片
封装树脂
铝膜 外引线
塑料基板 导电粘胶
塑料封装第D21I页P/工共2艺7页
5.3 芯片尺寸封装
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集成电路设计.pptx
双极晶体管和MOS晶体管都可用作有源电阻
MOS管有源电阻器
IDS I
I
VGS V VTP
DI
O
S
+
G+
G
V -
V-
O
I
S
D
VTN V VGS
IDS
(a)
(b)
MOS有源电阻及其I-V曲线
第23页/共66页
晶体管有源寄生电阻
双极晶体管集电区电阻 集成电路中集电区电阻Rc要比分立管的大。Rc的增大 会影响高频特性和开关性能。
第2页/共66页
Tox
N+
P
sio2
金 属
NP金s+io属2
纵向结构
横向结构
MOS 电容电容量
Cox=
Aε0 εsio2
Tox
Tox: 薄氧化层厚度；A: 薄氧化层上 金属电极的面积。
一般在集成电路中Tox 不能做的太薄，所以要想提高电容量，只能增加面积。 N+层为 了减小串联电阻及防止表面出现耗尽层。
集成电路中要制作一个30 pF的MOS电容器， 所用面积相当于25个晶体管的面积。
第3页/共66页
MOS电容 N+
SiO2 P+
AL
N+ N-epi
P-SUB
Al P+
第4页/共66页
❖ PN结电容 在PN结反偏时的势垒电容构成的电容器
❖ PN结电容与 MOS电容的数量级相当。
+
-
N+
P
N
外
P衬
第39页/共66页
第40页/共66页
CMOS反 相器工作 原理
输入端高电平时：
MOS管有源电阻器
IDS I
I
VGS V VTP
DI
O
S
+
G+
G
V -
V-
O
I
S
D
VTN V VGS
IDS
(a)
(b)
MOS有源电阻及其I-V曲线
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晶体管有源寄生电阻
双极晶体管集电区电阻 集成电路中集电区电阻Rc要比分立管的大。Rc的增大 会影响高频特性和开关性能。
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Tox
N+
P
sio2
金 属
NP金s+io属2
纵向结构
横向结构
MOS 电容电容量
Cox=
Aε0 εsio2
Tox
Tox: 薄氧化层厚度；A: 薄氧化层上 金属电极的面积。
一般在集成电路中Tox 不能做的太薄，所以要想提高电容量，只能增加面积。 N+层为 了减小串联电阻及防止表面出现耗尽层。
集成电路中要制作一个30 pF的MOS电容器， 所用面积相当于25个晶体管的面积。
第3页/共66页
MOS电容 N+
SiO2 P+
AL
N+ N-epi
P-SUB
Al P+
第4页/共66页
❖ PN结电容 在PN结反偏时的势垒电容构成的电容器
❖ PN结电容与 MOS电容的数量级相当。
+
-
N+
P
N
外
P衬
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CMOS反 相器工作 原理
输入端高电平时：
《集成电路基础》课件
《集成电路基础》ppt课件
目录
• 集成电路简介 • 集成电路的制造工艺 • 集成电路的设计与仿真 • 集成电路的可靠性分析 • 集成电路的发展趋势与挑战
01
集成电路简介
Chapter
集成电路的定义
01
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。
02
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。
包括测试机、探针台、分选机等 。
封装类型 测试目的 测试方法 测试设备
根据封装材料和结构的不同，可 以分为塑料封装、陶瓷封装、金 属封装等。
包括功能测试、参数测试、可靠 性测试等。
03
集成电路的设计与仿真
Chapter
集成电路设计的基本概念
集成电路设计是将电子系统或电路集成在一块芯片上的 过程，包括电路设计、布局设计和版图生成等步骤。
01
金属化与互连
在芯片表面形成金属互连线，实现芯 片内部元件之间的连接。
05
03
光刻与刻蚀
通过光刻技术将电路图形转移到晶圆 表面，然后进行刻蚀，将图形转移到 薄膜上。
04
掺杂与离子注入
通过掺杂或离子注入的方法，改变薄 膜的导电性能，形成不同元件的PN结 、电极等。
集成电路的制程技术
制程技术分类
分为平面型集成电路和立体型集 成电路，其中平面型集成电路占 据主导地位。
02
仿真工具可以模拟实际制造过 程中的各种条件，如温度、电 压和制造工艺的变化，以评估 设计的性能和可靠性。
03
目录
• 集成电路简介 • 集成电路的制造工艺 • 集成电路的设计与仿真 • 集成电路的可靠性分析 • 集成电路的发展趋势与挑战
01
集成电路简介
Chapter
集成电路的定义
01
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。
02
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。
包括测试机、探针台、分选机等 。
封装类型 测试目的 测试方法 测试设备
根据封装材料和结构的不同，可 以分为塑料封装、陶瓷封装、金 属封装等。
包括功能测试、参数测试、可靠 性测试等。
03
集成电路的设计与仿真
Chapter
集成电路设计的基本概念
集成电路设计是将电子系统或电路集成在一块芯片上的 过程，包括电路设计、布局设计和版图生成等步骤。
01
金属化与互连
在芯片表面形成金属互连线，实现芯 片内部元件之间的连接。
05
03
光刻与刻蚀
通过光刻技术将电路图形转移到晶圆 表面，然后进行刻蚀，将图形转移到 薄膜上。
04
掺杂与离子注入
通过掺杂或离子注入的方法，改变薄 膜的导电性能，形成不同元件的PN结 、电极等。
集成电路的制程技术
制程技术分类
分为平面型集成电路和立体型集 成电路，其中平面型集成电路占 据主导地位。
02
仿真工具可以模拟实际制造过 程中的各种条件，如温度、电 压和制造工艺的变化，以评估 设计的性能和可靠性。
03
集成电路课件
集成电路设计的工具主要包括EDA（Electronic Design Automation）软件， 如Cadence、Synopsys等，这些软件提供了从设计到仿真的各种功能。
设计方法学
集成电路设计的方法学主要包括基于硬件描述语言的设计方法、基于高层次综 合的设计方法等。同时，随着技术的发展，人工智能和机器学习等方法也逐渐 被应用于集成电路设计中。
理和传输。
在计算机领域，集成电路被用于CPU 、GPU、内存等计算机核心部件的设 计和制造。
在消费电子领域，集成电路被用于手 机、电视、数码相机等电子产品的设 计和制造。
在汽车电子领域，集成电路被用于发 动机控制、车身控制、自动驾驶等系 统的设计和制造。
在航空航天领域，集成电路被用于航 空航天设备的导航、控制、通信等系 统的设计和制造。
全球集成电路产业现状及特点
01
02
03
产业规模不断扩大
全球集成电路市场规模持 续增长，从2016年的 1690亿美元增长到2020 年的1960亿美元。
高技术含量
集成电路是信息技术产业 的核心，具有高技术含量 ，涉及微电子、计算机、 通信等多个领域。
全球化特征明显
全球集成电路产业分布广 泛，美国、欧洲、日本等 国家和地区都有强大的产 业集群。
总结词
高可靠性、低能耗、快速响应的 功率器件芯片。
详细描述
该案例探讨了某型功率器件芯片 的技术创新与产业升级，涉及先 进的材料技术、精细加工技术、 可靠性验证技术等，强调了集成 电路在节能减排、绿色环保等领 域的重要作用。
相关知识点
功率器件芯片的特点与用途，集 成电路在节能减排、绿色环保等 领域的应用价值。
集成电路的基本组成
集成电路主要由输入输出端口、逻辑功能模块、存储器、 时钟等组成，不同功能的芯片可能还包括其他特殊模块。
设计方法学
集成电路设计的方法学主要包括基于硬件描述语言的设计方法、基于高层次综 合的设计方法等。同时，随着技术的发展，人工智能和机器学习等方法也逐渐 被应用于集成电路设计中。
理和传输。
在计算机领域，集成电路被用于CPU 、GPU、内存等计算机核心部件的设 计和制造。
在消费电子领域，集成电路被用于手 机、电视、数码相机等电子产品的设 计和制造。
在汽车电子领域，集成电路被用于发 动机控制、车身控制、自动驾驶等系 统的设计和制造。
在航空航天领域，集成电路被用于航 空航天设备的导航、控制、通信等系 统的设计和制造。
全球集成电路产业现状及特点
01
02
03
产业规模不断扩大
全球集成电路市场规模持 续增长，从2016年的 1690亿美元增长到2020 年的1960亿美元。
高技术含量
集成电路是信息技术产业 的核心，具有高技术含量 ，涉及微电子、计算机、 通信等多个领域。
全球化特征明显
全球集成电路产业分布广 泛，美国、欧洲、日本等 国家和地区都有强大的产 业集群。
总结词
高可靠性、低能耗、快速响应的 功率器件芯片。
详细描述
该案例探讨了某型功率器件芯片 的技术创新与产业升级，涉及先 进的材料技术、精细加工技术、 可靠性验证技术等，强调了集成 电路在节能减排、绿色环保等领 域的重要作用。
相关知识点
功率器件芯片的特点与用途，集 成电路在节能减排、绿色环保等 领域的应用价值。
集成电路的基本组成
集成电路主要由输入输出端口、逻辑功能模块、存储器、 时钟等组成，不同功能的芯片可能还包括其他特殊模块。
集成电路设计ppt
第四章 半导体集成电路基本加工工艺与设计规则 4.1 引言 4.2 集成电路基本加工工艺 4.3 CMOS工艺流程 4.4 设计规则 4.5 CMOS反相器的闩锁效应 4.6 版图设计
第五章 MOS管数字集成电路基本逻辑单元设计 5.1 NMOS管逻辑电路 5.2 静态CMOS逻辑电路 5.3 MOS管改进型逻辑电路 5.4 MOS管传输逻辑电路 5.5 触发器 5.6 移位寄存器 5.7 输入输出（I/O）单元
[3] 陈中建主译. CMOS电路设计、布局与仿真.北京：机械工 业出版社，2006.
[4]（美）Wayne Wolf. Modern VLSI Design System on Silicon. 北京：科学出版社，2002.
[5] 朱正涌. 半导体集成电路. 北京：清华大学出版社，2001. [6] 王志功，沈永朝.《集成电路设计基础》电子工业出版
第六章 MOS管数字集成电路子系统设计 6.1 引言 6.2 加法器 6.3 乘法器 6.4 存储器
6.5 PLA 第七章 MOS管模拟集成电路设计基础
7.1 引言 7.2 MOS管模拟集成电路中的基本元器件 7.3 MOS模拟集成电路基本单元电路 7.4 MOS管集成运算放大器和比较器 7. 5 MOS管模拟集成电路版图设计 第八章 集成电路的测试与可测性设计
1.2 集成电路的发展
1、描述集成电路工艺技术水平的五个技术指标 （1）集成度（Integration Level）
集成度是以一个IC芯片所包含的元件（晶体管或门/数）来 衡量（包括有源和无源元件）。随着集成度的提高，使IC及使用 IC的电子设备的功能增强、速度和可靠性提高、功耗降低、体积 和重量减小、产品成本下降，从而提高了性能/价格比，不断扩 大其应用领域，因此集成度是IC技术进步的标志。为了提高集成 度采取了增大芯片面积、缩小器件特征尺寸、改进电路及结构设 计等措施。为节省芯片面积普遍采用了多层布线结构。硅晶片集 成（Wafer Scale Integration -WSI)和三维集成技术也正在研 究开发。从电子系统的角度来看，集成度的提高使IC进入系统集 成或片上系统（SoC）的时代。
集成电路课件ppt
总结词
集成电路的发展历程经历了从小规模集成电路到大规模集成电路再到超大规模集成电路的演变。随着技术的不断发展，集成电路的集成度越来越高，功能越来越强大。
要点一
要点二
详细描述
集成电路的发展历程是一个不断创新和演进的过程。最早的集成电路是小规模集成电路，只能实现简单的电路功能。随着技术的不断发展，集成电路的集成度越来越高，功能越来越强大。从20世纪60年代开始，大规模集成电路的出现使得电子设备变得更加小型化、轻便化。进入20世纪80年代后，超大规模集成电路的发展进一步推动了电子设备的微型化和智能化。如今，随着半导体制造工艺的不断进步，集成电路的集成度越来越高，性能越来越强大，为各种电子设备的发展提供了强大的支持。
全球集成电路产业竞争格局日益激烈，企业兼并重组加速，产业集中度不断提高。
中国集成电路产业面临技术瓶颈、人才短缺、产业链不完善等挑战，需要加强自主研发和创新能力。
中国政府出台了一系列政策措施，支持集成电路产业发展，推动产业升级和转型。
中国集成电路产业发展迅速，市场规模不断扩大，技术水平不断提高。
01
导出与交付
根据集成电路的规格和性能要求，选择合适的封装形式，如DIP、SOP、QFP等。
封装形式
测试设备
测试程序
测试报告
使用专业测试设备对集成电路进行功能测试、性能测试和可靠性验证。
编写测试程序，模拟集成电路的实际工作场景，进行全面测试。
根据测试结果生成测试报告，记录集成电路的性能指标和可靠性数据。
加强集成电路教育资源建设，包括教材建设、师资队伍建设、实验设备建设等，以提高教育质量。
建立集成电路教育平台，实现优质教育资源的共享和交流，促进教育公平和协同发展。
加强校企合作，推动产学研用深度融合，为学生提供实践机会和就业渠道，提高人才培养的针对性和实用性。
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负胶：分辨率差，适于加工线宽≥3m的
线条
正胶：曝光 后可溶
负胶：曝光 后不可溶
第4章 CMOS集成电路加工过程简介
一、硅片制备 二、前部工序
Mask 掩膜版
CHIP
掩膜1： P阱光刻
Si-衬底
具体步骤如下： 1．生长二氧化硅：
P-well
SiO2
Si-衬底
2．P阱光刻： 涂胶、掩膜对准、曝光、显影、刻蚀
集成电路基础工艺 与制造工艺
集成电路设计与制造的主要流程框架
系统需求
设计
掩膜版
单晶、外 延材料
芯片制 造过程
芯片检测 封装 测试
集成电路的设计过程：
设计创意
功能要求
+ 仿真验证
行为设计（VHDL） 否
行为仿真
是
综合、优化——网表
否 时序仿真
是 布局布线——版图
—设计业—
后仿真 是
Sing off
THE END
谢谢观看
3．去胶 4．掺杂：掺入B元素
涂胶
显影
刻蚀
去胶
掺杂
掩膜2 ： 光刻有源区
淀积氮化硅 光刻有源区 场区氧化 去除有源区氮化硅及二氧化硅 生长栅氧 淀积多晶硅
淀积氮化硅
光刻有源区
场区氧化
去除氮化硅及二氧化硅
长栅氧
淀积多晶硅
掩膜3 ：光刻多晶硅
光刻多晶硅
掩膜4 ：P+区光刻 1、P+区光刻 2、离子注入B+，栅区有多晶硅做掩蔽，称为 硅栅自对准工艺。 3、去胶
。2020年12月16日星期三下午6时14分41秒18:14:4120.12.16 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年12月下午6时14分20.12.1618:14December 16, 2020 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年12月16日星期三6时14分41秒18:14:4116 December 2020 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午6时14分41秒下午6时14分18:14:4120.12.16
PVD：蒸发、溅射
图形转换：光刻
光刻三要素：光刻胶、掩膜版和光刻机
光刻胶又叫光致抗蚀剂，它是由光敏化合物、 基体树脂和有机溶剂等混合而成的胶状液体
光刻胶受到特定波长光线的作用后，导致其 化学结构发生变化，使光刻胶在某种特定溶 液中的溶解特性改变
正胶：分辨率高，在超大规模集成电路
工艺中，一般只采用正胶
集成电路芯片设计过程框架
否
From 吉利久教授
芯片制造过程 —制造业—
硅片
用掩膜版 重复
20-30次
由氧化、淀积、离子注入或蒸 发形成新的薄膜或膜层
曝光 刻蚀
测试和封装
集成电路芯片的显微照片
Vss poly 栅
Vdd 布线通道 参考孔
N+
P+
有源区
集成电路的内部单元(俯视图)
N沟道MOS晶体管
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
三、后部封装 （在另外厂房）
（1）背面减薄
（2）切片
（3）粘）整形
（7）所封
（8）沾锡：保证管脚的电学接触
（9）老化
（10）成测
（11）打印、包装
划片
金丝 劈
加热
压焊
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20.12.1 620.12.16Wednesday, December 16, 2020 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。18:14:4118:14:4118:1412/16/2020 6:14:41 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.12.1618:14:4118:14Dec-2016-Dec-20 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。18:14:4118:14:4118:14Wednesday, December 16, 2020 13、志不立，天下无可成之事。20.12.1620.12.1618:14:4118:14:41December 16, 2020
CMOS集成电路(互补型MOS集成电路)： 目前应用最为广泛的一种集成电路，约占 集成电路总数的95%以上。
第3章 集成电路工艺简介
图形转换：
光刻：接触光刻、接近光刻、投影光刻、电
子束光刻
刻蚀：干法刻蚀、湿法刻蚀
掺杂：
离子注入
退火
扩散
制膜：
氧化：干氧氧化、湿氧氧化等
CVD：APCVD、LPCVD、PECVD
B+
P+区光刻
掩膜5 ： N+区光刻 1、N+区光刻 2、离子注入P+ 3、去胶
P+
N+区光刻
掩膜6 ：光刻接触孔
光刻接触孔
掩膜7 ：光刻铝引线 1、淀积铝 2、光刻铝
光刻铝
AL PSG 场氧
Poly 栅氧
P+ N+ P阱 N 硅衬底
掩膜8 ：刻钝化孔
circuit chip
pad
中测打点
CHIP
线条
正胶：曝光 后可溶
负胶：曝光 后不可溶
第4章 CMOS集成电路加工过程简介
一、硅片制备 二、前部工序
Mask 掩膜版
CHIP
掩膜1： P阱光刻
Si-衬底
具体步骤如下： 1．生长二氧化硅：
P-well
SiO2
Si-衬底
2．P阱光刻： 涂胶、掩膜对准、曝光、显影、刻蚀
集成电路基础工艺 与制造工艺
集成电路设计与制造的主要流程框架
系统需求
设计
掩膜版
单晶、外 延材料
芯片制 造过程
芯片检测 封装 测试
集成电路的设计过程：
设计创意
功能要求
+ 仿真验证
行为设计（VHDL） 否
行为仿真
是
综合、优化——网表
否 时序仿真
是 布局布线——版图
—设计业—
后仿真 是
Sing off
THE END
谢谢观看
3．去胶 4．掺杂：掺入B元素
涂胶
显影
刻蚀
去胶
掺杂
掩膜2 ： 光刻有源区
淀积氮化硅 光刻有源区 场区氧化 去除有源区氮化硅及二氧化硅 生长栅氧 淀积多晶硅
淀积氮化硅
光刻有源区
场区氧化
去除氮化硅及二氧化硅
长栅氧
淀积多晶硅
掩膜3 ：光刻多晶硅
光刻多晶硅
掩膜4 ：P+区光刻 1、P+区光刻 2、离子注入B+，栅区有多晶硅做掩蔽，称为 硅栅自对准工艺。 3、去胶
。2020年12月16日星期三下午6时14分41秒18:14:4120.12.16 15、会当凌绝顶，一览众山小。2020年12月下午6时14分20.12.1618:14December 16, 2020 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2020年12月16日星期三6时14分41秒18:14:4116 December 2020 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午6时14分41秒下午6时14分18:14:4120.12.16
PVD：蒸发、溅射
图形转换：光刻
光刻三要素：光刻胶、掩膜版和光刻机
光刻胶又叫光致抗蚀剂，它是由光敏化合物、 基体树脂和有机溶剂等混合而成的胶状液体
光刻胶受到特定波长光线的作用后，导致其 化学结构发生变化，使光刻胶在某种特定溶 液中的溶解特性改变
正胶：分辨率高，在超大规模集成电路
工艺中，一般只采用正胶
集成电路芯片设计过程框架
否
From 吉利久教授
芯片制造过程 —制造业—
硅片
用掩膜版 重复
20-30次
由氧化、淀积、离子注入或蒸 发形成新的薄膜或膜层
曝光 刻蚀
测试和封装
集成电路芯片的显微照片
Vss poly 栅
Vdd 布线通道 参考孔
N+
P+
有源区
集成电路的内部单元(俯视图)
N沟道MOS晶体管
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other fam ous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
三、后部封装 （在另外厂房）
（1）背面减薄
（2）切片
（3）粘）整形
（7）所封
（8）沾锡：保证管脚的电学接触
（9）老化
（10）成测
（11）打印、包装
划片
金丝 劈
加热
压焊
9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。20.12.1 620.12.16Wednesday, December 16, 2020 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。18:14:4118:14:4118:1412/16/2020 6:14:41 PM 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。20.12.1618:14:4118:14Dec-2016-Dec-20 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。18:14:4118:14:4118:14Wednesday, December 16, 2020 13、志不立，天下无可成之事。20.12.1620.12.1618:14:4118:14:41December 16, 2020
CMOS集成电路(互补型MOS集成电路)： 目前应用最为广泛的一种集成电路，约占 集成电路总数的95%以上。
第3章 集成电路工艺简介
图形转换：
光刻：接触光刻、接近光刻、投影光刻、电
子束光刻
刻蚀：干法刻蚀、湿法刻蚀
掺杂：
离子注入
退火
扩散
制膜：
氧化：干氧氧化、湿氧氧化等
CVD：APCVD、LPCVD、PECVD
B+
P+区光刻
掩膜5 ： N+区光刻 1、N+区光刻 2、离子注入P+ 3、去胶
P+
N+区光刻
掩膜6 ：光刻接触孔
光刻接触孔
掩膜7 ：光刻铝引线 1、淀积铝 2、光刻铝
光刻铝
AL PSG 场氧
Poly 栅氧
P+ N+ P阱 N 硅衬底
掩膜8 ：刻钝化孔
circuit chip
pad
中测打点
CHIP