1.1 集成电路制造工艺发展历史[23页]
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《半导体制造技术》 《超大பைடு நூலகம்模集成电路工艺技术：理论、实
践与模型》
主编 孙萍 张渊 Peter Van Zant 夸克 James D.Plummer等
出版社 电子工业出版社 机械工业出版社 电子工业出版社 电子工业出版社 电子工业出版社
集成电路制造工艺
--集成电路工艺发展历史
单位：江苏信息职业技术学院 微电子教研室
大小)
集成电路（IC，Integrated Circuit）
本课程性质与任务
• 微电子技术专业的核心课程
知识
能力
素质
熟悉半导体集成电路 制造工艺流程，掌握 各工序工艺原理，工 艺参数检测和工艺质 量分析方法。
具备工艺设备操作、工 艺检测、工艺分析的能 力，具备一定的工艺流 程设计和工艺管理能力
•团队协作 •创新素质 •耐心细致 •爱岗敬业
第一章 集成电路制造工艺发展与工艺流程
本章 要点
集成电路制造工艺发展的历史 器件和电路制造工艺流程 本课程的框架
第一章 集成电路制造工艺发展与工艺流程
本章 要点
集成电路制造工艺发展的历史 器件和电路制造工艺流程 本课程的框架
§1.1 集成电路工艺发展历史
1906年，第一 个电子三极管
1
1959年，第一个 集成电路
双极型集成电路 MOS集成电路 BICMOS集成电路 CCDMOS集成电路 传感器、换能器集成电路
小规模集成电路 中规模集成电路 大规模集成电路
超大规模集成电路
甚大规模集成电路 巨大规模集成电路
2. 集成电路的发展方向 （1）集成规模越来越大
电路集成
小规模集成电路SSI 中规模集成电路MSI 大规模集成电路LSI
大于1000000
（2）特征尺寸--CD越来越小
• 世界集电路硅片特征尺寸演进趋势
时间点 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
CD（nm） 65 55 45 40 32 28 22 20 14 12 10
8
7
• CD(Critical Dimension)：集成电路中半导体器件的最小尺 寸，是衡量集成电路设计和制造水平的重要尺度，特征尺寸越 小，芯片的集成度越高，速度越快，性能越好。
（3）芯片尺寸和硅片直径越来越大
75mm
125mm 150mm
100mm
200mm
300mm
摩尔定律 1965年Intel公司的创始人之一Gordon E. Moore预言集成电路
集成电路制造工艺
--课程介绍
单位：江苏信息职业技术学院 微电子教研室
什么是微电子？microelectronics
电
微电子学
子
学
• 通常以微米(m, 106m)和纳米 (nm, 10-9m)为单位的
• 核心是集成电路。
70-100 m 头发丝粗细
30m 50m
1m 1m (晶体管的大 小)
30~50m (皮肤细胞的
2
3
4
1946年第一台计 算机
1947年，贝尔实 验室第一个晶体管
1971年第一个微处理 器
5
t
发展
分立器件 的发展
PN结的制备方法--生长法--合 金法----扩散法----平面工艺
集成电路 集成度，特征尺寸，芯片和硅片 的发展 尺寸
一. 分立器件的发展
• 生长法：在单晶材料生长的过程中形成PN结 • 合金法：两种材料加热形成合金 • 扩散法：杂质在高温下、浓度梯度驱使下渗透进半导体材料 • 平面工艺：氧化、光刻和扩散工艺，在硅表面进行选择性扩散，制备
超大规模集成电路VLSI 甚大规模集成电路ULSI
半导体产业周期
20世纪60年代前期 20世纪60年代到70年代前期 20世纪70年代前期到70年代后期 20世纪70年代后期到80年代后期
20世纪90年代后期至今
每个芯片上的元 器件数 2~50 20~5000
5000~100000 100000~1000000
平面晶体管。
一. 分立器件的发展
合金结结型晶体管示意图
台面型结型晶体管示意图
硅平面结型晶体管示意图
二. 集成电路的发展
1. 集成电路的分类
集成电路
按功能分 按工艺分 按器件结构分 按集成规模分
数字集成电路 模拟集成电路 数模混合集成电路 微波集成电路 其他集成电路
半导体集成电路 薄、厚膜集成电路 混合集成电路
本课程教学内容
CMOS倒相器制造工艺流程（提升模块）
拓展模块
洁净技术
材
料 提
供
备薄 膜 制
掺 杂
光 刻
刻 蚀
平 坦 化
芯 片 组 装
核心模块（芯片制造）
硅外延平面晶体管 双极型IC倒相器
制造工艺流程（基础模块）
本课程主要参考教材
教材名称 《集成电路制造工艺》
《半导体工艺》 《芯片制造-半导体工艺制程使用教程》
产业的发展规律
摩尔定律：集成电路的晶体管的集成度每 18个月翻一番。特征尺寸每36个月缩小1/
2
践与模型》
主编 孙萍 张渊 Peter Van Zant 夸克 James D.Plummer等
出版社 电子工业出版社 机械工业出版社 电子工业出版社 电子工业出版社 电子工业出版社
集成电路制造工艺
--集成电路工艺发展历史
单位：江苏信息职业技术学院 微电子教研室
大小)
集成电路（IC，Integrated Circuit）
本课程性质与任务
• 微电子技术专业的核心课程
知识
能力
素质
熟悉半导体集成电路 制造工艺流程，掌握 各工序工艺原理，工 艺参数检测和工艺质 量分析方法。
具备工艺设备操作、工 艺检测、工艺分析的能 力，具备一定的工艺流 程设计和工艺管理能力
•团队协作 •创新素质 •耐心细致 •爱岗敬业
第一章 集成电路制造工艺发展与工艺流程
本章 要点
集成电路制造工艺发展的历史 器件和电路制造工艺流程 本课程的框架
第一章 集成电路制造工艺发展与工艺流程
本章 要点
集成电路制造工艺发展的历史 器件和电路制造工艺流程 本课程的框架
§1.1 集成电路工艺发展历史
1906年，第一 个电子三极管
1
1959年，第一个 集成电路
双极型集成电路 MOS集成电路 BICMOS集成电路 CCDMOS集成电路 传感器、换能器集成电路
小规模集成电路 中规模集成电路 大规模集成电路
超大规模集成电路
甚大规模集成电路 巨大规模集成电路
2. 集成电路的发展方向 （1）集成规模越来越大
电路集成
小规模集成电路SSI 中规模集成电路MSI 大规模集成电路LSI
大于1000000
（2）特征尺寸--CD越来越小
• 世界集电路硅片特征尺寸演进趋势
时间点 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017
CD（nm） 65 55 45 40 32 28 22 20 14 12 10
8
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• CD(Critical Dimension)：集成电路中半导体器件的最小尺 寸，是衡量集成电路设计和制造水平的重要尺度，特征尺寸越 小，芯片的集成度越高，速度越快，性能越好。
（3）芯片尺寸和硅片直径越来越大
75mm
125mm 150mm
100mm
200mm
300mm
摩尔定律 1965年Intel公司的创始人之一Gordon E. Moore预言集成电路
集成电路制造工艺
--课程介绍
单位：江苏信息职业技术学院 微电子教研室
什么是微电子？microelectronics
电
微电子学
子
学
• 通常以微米(m, 106m)和纳米 (nm, 10-9m)为单位的
• 核心是集成电路。
70-100 m 头发丝粗细
30m 50m
1m 1m (晶体管的大 小)
30~50m (皮肤细胞的
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1946年第一台计 算机
1947年，贝尔实 验室第一个晶体管
1971年第一个微处理 器
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发展
分立器件 的发展
PN结的制备方法--生长法--合 金法----扩散法----平面工艺
集成电路 集成度，特征尺寸，芯片和硅片 的发展 尺寸
一. 分立器件的发展
• 生长法：在单晶材料生长的过程中形成PN结 • 合金法：两种材料加热形成合金 • 扩散法：杂质在高温下、浓度梯度驱使下渗透进半导体材料 • 平面工艺：氧化、光刻和扩散工艺，在硅表面进行选择性扩散，制备
超大规模集成电路VLSI 甚大规模集成电路ULSI
半导体产业周期
20世纪60年代前期 20世纪60年代到70年代前期 20世纪70年代前期到70年代后期 20世纪70年代后期到80年代后期
20世纪90年代后期至今
每个芯片上的元 器件数 2~50 20~5000
5000~100000 100000~1000000
平面晶体管。
一. 分立器件的发展
合金结结型晶体管示意图
台面型结型晶体管示意图
硅平面结型晶体管示意图
二. 集成电路的发展
1. 集成电路的分类
集成电路
按功能分 按工艺分 按器件结构分 按集成规模分
数字集成电路 模拟集成电路 数模混合集成电路 微波集成电路 其他集成电路
半导体集成电路 薄、厚膜集成电路 混合集成电路
本课程教学内容
CMOS倒相器制造工艺流程（提升模块）
拓展模块
洁净技术
材
料 提
供
备薄 膜 制
掺 杂
光 刻
刻 蚀
平 坦 化
芯 片 组 装
核心模块（芯片制造）
硅外延平面晶体管 双极型IC倒相器
制造工艺流程（基础模块）
本课程主要参考教材
教材名称 《集成电路制造工艺》
《半导体工艺》 《芯片制造-半导体工艺制程使用教程》
产业的发展规律
摩尔定律：集成电路的晶体管的集成度每 18个月翻一番。特征尺寸每36个月缩小1/
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