01基础绪论——【微电子工艺学】

8-9
9
26-28 28
0.6-0.9 0.5-0.6
一 概述
1.为什么要学这门课？
2.这门课的对象？ 3.本课程的主要内容 4.第1章 绪论
本课程的主要内容
1. 微电子产品制作单项工艺的原理、方法及趋势 2. 集成电路相对于分立器件的特有技术 3. 典型产品的工艺流程
1、绪论、微电子工艺概况（2学时，p1-p15）
微电子工艺基础
一 概述
1.为什么要学这门课？ 2.这门课的对主要对象？ 3.本课程的主要内容 4.第1章 绪论
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1.为什么要学这门课？
• 微电子技术的发展不外乎包括两个方面：制造工艺和 电路设计,而这两个又是相辅相成,互相促进,共同发展 。 微电子技术的发展与进步，主要是靠工艺技术的不断 改进，使得器件的特征尺寸不断缩小，从而集成度不断 提高，功耗降低，器件性能得到提高。芯片制造工艺在 1995年以后，从0.5微米、0.35微米、0.25微米、0.18微米、 0.15微米、0.13微米、0.11微米、0.09微米一直发展到当 前的0.025微米。 只有真正理解了芯片的制作过程，你才能根据具体的 需要设计集成度高，功耗低，性能好的器件，从而推动 微电子技术的进一步发展。
2006 100nm
256M
1G
4G
16G
280
400
560
790
2009 70nm 64G 1120
2012 50nm 256G 1580
11M
21M
76M
200M 520M 1.4G
6 22 1.8-2.5
6-7 22-24 1.5-1.8
724 1.2-1.5
7-8 24-26 0.9-1.2
半导体产业介绍
• 概述
•
微电子从40年代末的第一只晶体管（Ge合金管）问世，
50年代中期出现了硅平面工艺，此工艺不仅成为硅晶体管
的基本制造工艺，也使得将多个分立晶体管制造在同在一
硅片上的集成电路成为可能，随着制造工艺水平的不断成 熟， 使微电子从单只晶体管发展到今天的ULSI。
2、半导体材料、晶圆制备（3学时，p16-p44 ）
本
3、污染控制、芯片制造基本工艺（3学时，p45-p89 ）
课
程
4、外延工艺（3学时，p255-p259 ）
的
学
5、氧化工艺（4学时，p104-p128 ）
时
安 排
6、化学气相淀积（3学时，p241-p255和 p261-p265 ）
7、金属淀积（4学时， p266-p285 ）
1.为什么要学这门课？
• 提高显示芯片的制造工艺具有重大的意义，因为更先进 的制造工艺会在显示芯片内部集成更多的晶体管，使显 示芯片实现更高的性能、支持更多的特效；更先进的制 造工艺会使显示芯片的核心面积进一步减小，也就是说 在相同面积的晶圆上可以制造出更多的显示芯片产品， 直接降低了显示芯片的产品成本，从而最终会降低显卡 的销售价格使广大消费者得利；更先进的制造工艺还会 减少显示芯片的功耗，从而减少其发热量，解决显示芯 片核心频率提升的障碍.....显示芯片自身的发展历史也充 分的说明了这一点，先进的制造工艺使显卡的性能和支 持的特效不断增强，集成电路最主要的特征参数的设计 规则从1959年以来40年间缩小了140倍。而平均晶体管价
N MOS
沟 场 效 应 晶 体 管
沟 场 效 应 晶 体 管
P MOS
半导体器件的发展过程
• 1874年，布朗（Braun）发现了（金属-半导体接触）检波二极管
• 1907年，朗德（Round）发明了发光二极管
• 1947年AT&T公司的巴丁（J．Bardeen）、布拉顿（W．H．Brattain）和肖 克莱（W．Shockley）做出了世界上第一个晶体三极管
第1章 绪论 一、微电子产业
1、微电子产业在国民经济中的作用
信息业、计算机业以及家电业得益于微电子产业的发展，特 别是集成电路的发展
集成电路是工业发展水平的标志。
第1章 绪论
一、微电子产业
1、微电子业在国民经济中的作用* 2、半导体工业的诞生* 3、分立器件、集成电路**** 4、微电子工艺的发展** 5、微电子产业的分类***
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一 概述
11..为有什机么电要致学发这光门器课件？的发展 2.这门课的研究对象？ 3.本课程的主要内容 4.第1章 绪论
这门课的对象？
这门课的对象？
• interl 45nm晶圆
Interl petryn 45nm工艺处理器集成了4.1亿个晶体管
interl petryn 45nm工艺处理器芯片图
interl 微处理器芯片
这门课的对象？
这门课的对象？
晶圆
这门课的对象？
这门课的对象？
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芯片制作流程
沙子变黄金
芯片制作流程
8、光刻工艺（6学时， p129-p215 ）
9、掺杂技术（4学时， p216-p240 ）
10、封装技术（4学时，p334-p397 ）
先修课程
半导体物理、固体物理学
参考文献
刘玉岭等编著，《微电子技术工程—材料、工艺与测试》 施敏等编著，《半导体制造工艺基础》
一 概述
1.为什么要学这门课？
2.这门课的对象？
3.本课程的主要内容
4.第1章 绪论
第1章 绪论
本章（2学时）目标： 1、分立器件和集成电路的 区别 2、平面工艺的特点 3、微电子工艺的特点 4、芯片制造的四个阶段
第1章 绪论
一、微电子产业 二、芯片制造的几个阶段
第1章 绪论
一、微电子产业
➢ 1、微电子产业在国民经济中的作用* ➢ 2、半导体工业的诞生* ➢ 3、分立器件、集成电路*** ➢ 4、微电子工艺的发展**** ➢ 5、微电子产业的分类***
• 1960年，姜（Kahng）和亚特拉（Atalla）发明了金氧半场效应晶体管 （MOSFET）
年 ห้องสมุดไป่ตู้小特征尺寸 DRAM比特/芯片 DRAM芯片尺寸（mm2）
微处理器晶体管/芯片
最大布线层数 最小掩模板数目 最小工作电压（V）
硅技术的发展规划
1997 250nm
1999 180nm
2003 130nm