第1章集成電路的基本制造工藝(1).ppt

1、集成電路原理與制造工藝,學(xué)校：長春理工大學(xué) 專業(yè)：電子材料與元器件 教師：趙 建 勛,2020/7/7,2,集成電路的基本概念 半導(dǎo)體集成電路的分類 半導(dǎo)體集成電路的幾個重要概念,上節(jié)課內(nèi)容要點,2020/7/7,3,內(nèi)容概述,雙極型集成電路,MOS集成電路,按器件類型分,按集成度分,SSI（100以下個等效門）,MSI（103個等效門）,LSI （104個等效門）,VLSI（104個以上等效門）,集成度、特征尺寸、硅片直徑、芯片尺寸,按信號類型分,模擬集成電路,數(shù)字集成電路,BiCMOS集成電路,數(shù)?；旌霞呻娐?2020/7/7,4,2020/7/7,5,第一章 集成電路制造工藝,2020

2、/7/7,6,集成電路基本制造工藝 雙極集成電路的基本制造工藝 雙極集成電路中的元件結(jié)構(gòu) 雙極集成電路的基本工藝 MOS集成電路的基本制造工藝 MOS集成電路中的元件結(jié)構(gòu) MOS集成電路的基本工藝 BiCMOS工藝,本章內(nèi)容提要,2020/7/7,7,本節(jié)課內(nèi)容,雙極集成電路的基本工藝,雙極集成電路中元件結(jié)構(gòu),集成電路的基本制造工藝,2020/7/7,8,一、集成電路的基本制造工藝,2020/7/7,9,參考書,1、半導(dǎo)體制造技術(shù) 【美】Michael Quirk Julian Serda著，韓鄭生 等譯，海潮和、徐秋霞 等審校，電子工業(yè)出版社 2、芯片制造半導(dǎo)體工藝制程實用教程【美】Pete

3、r Van Zant著，韓鄭生，趙樹武譯，電子工業(yè)出版社 3、半導(dǎo)體工藝 【美】K.A.杰克遜主編，屠海令等譯校，科學(xué)出版社 4、薄膜技術(shù)與薄膜材料 田民波編著，清華大學(xué)出版社,2020/7/7,10,芯片剖面圖,IC產(chǎn)業(yè)流程圖,IC測試廠,硅原料,拉 晶,切 割,研 磨,清 洗,晶圓材料廠,電路設(shè)計,CAD,Tape out,電路設(shè)計公司,Reticle 制作,mask制作廠,硅片投入,刻 號,清 洗,氧 化,化學(xué)氣相沉積,金屬濺鍍,護層沉積,蝕刻,離子注入/擴散,光阻去除,WAT測試,微影 (光阻) (曝光) (顯影),mask投入,集成電路 制造廠,硅片針測,IC測試,Burn in,I

4、C封裝廠,封 裝,打 線,切 割,客 戶,IC制造流程,芯片設(shè)計,晶圓制造,芯片封裝,芯片測試,芯片制造,光罩制造,上游：設(shè)計,中游：制造,下游：封測,IC設(shè)計,IC設(shè)計- EDA ,外延層的厚度Tepi;,A,A,Tepi xjc+xmc +TBL-up+tepi-ox,后道工序生成氧化層消耗的外延厚度,基區(qū)擴散結(jié)深,集電結(jié)耗盡區(qū)寬度,隱埋層上推距離,TTL電路：37m 模擬電路：717m,2020/7/7,97,典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過程,4:第二次光刻-P隔離擴散孔光刻,2020/7/7,98,典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過程,5:第三次光刻-P型基區(qū)擴散孔光刻

5、,2020/7/7,99,典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過程,6:第四次光刻-N+發(fā)射區(qū)擴散孔光刻,2020/7/7,100,典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過程,7:第五次光刻-引線孔光刻,2020/7/7,101,典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過程,8:鋁淀積,2020/7/7,102,典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過程,9:第六次光刻-反刻鋁,2020/7/7,103,雙極集成電路元件剖面圖,B,E,C,p,n+,n-epi,n+,P+,P+,S,P-Si,n+-BL,B,E,C,S,A,A,P+隔離擴散,P基區(qū)擴散,N+擴散,接觸孔,鋁線,隱埋層,2020

6、/7/7,104,B,E,C,p,n+,n-epi,n+,P+,P+,S,P-Si,n+-BL,為了減小集電極串聯(lián)電阻,飽和壓降小，電阻率應(yīng)取小.,為了減小結(jié)電容,擊穿電壓高，外延層下推小,電阻率應(yīng)取大;,折中,TTL電路：0.2.cm 模擬電路：0.55.cm,雙極型集成電路工藝流程匯總（典型PN結(jié)隔離的TTL電路工藝）,2020/7/7,105,襯底準備（P型）,光刻n+埋層區(qū),氧化,n+埋層區(qū)注入,清潔表面,1.襯底準備2.第一次光刻N+隱埋層擴散孔光刻,生長n-外延,隔離氧化,光刻p+隔離區(qū),p+隔離注入,p+隔離推進,3.外延層淀積 4.第二次光刻P+隔離擴散孔光刻,光刻硼擴散區(qū),硼擴散,5.第三次光刻P型基區(qū)擴散孔光刻,光刻磷擴散區(qū),