集成电路设计与制造工艺概述.ppt
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集成电路设计与制造工艺概述.ppt
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第5章集成电路设计与制造工艺概述概要介绍主要设计和基本工艺概要介绍主要设计和基本工艺硅晶圆与晶圆片硅晶圆与晶圆片硅晶圆与晶圆片硅晶圆与晶圆片一、集成电路设计按设计途径分:
正向设计、反向设计按设计内容分:
逻辑设计、电路设计工艺设计、版图设计主要分类主要分类指由电路指标、功能出发,最后由由电路进行版图设计正向设计仿制原产品,确定工艺参数,推出更先进的产品。
反向设计根据设计途径不同分类正向设计的设计流程为:
根据功能要求画出系统框图,划分成子系统(功能块)进行逻辑设计,由逻辑图或功能块功能要求进行电路设计,由电路图设计版图,根据电路及现有工艺条件,经模拟验证再绘制总图工艺设计(如原材料选择,设计工艺参数、工艺方案,确定工艺条件、工艺流程)。
如有成熟的工艺,就根据电路的性能要求选择合适的工艺加以修改、补充或组合。
这里所说的工艺条件包含源的种类、温度、时间、流量、注入剂量和能量、工艺参数及检测手段等内容。
反向设计(也称逆向设计)的设计流程为:
第一步,提取横向尺寸。
主要内容:
打开封装放大、照相提取复合版图,拼复合版图提取电路图、器件尺寸和设计规则电路模拟、验证所提取的电路画版图。
第二步,提取纵向尺寸。
用扫描电镜等提取氧化层厚度、金属膜厚度、多晶硅厚度、结深、基区宽度等纵向尺寸和纵向杂质分布。
第三步,测试产品的电学参数。
电学参数包括开启电压、薄膜电阻、放大倍数、特征频率等。
逆向设计在提取纵向尺寸和测试产品的电学参数的基础上确定工艺参数,制订工艺条件和工艺流程。
根据设计内容不同分类04020103逻辑设计电路设计工艺设计版图设计版图与制版版图与制版版图与制版版图与制版设设设设计计计计与与与与工工工工艺艺艺艺制制制制造造造造之之之之间间间间的的的的接接接接口口口口是是是是版版版版图图图图。
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紧密相关。
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进行图形转移,即将设计的版图转移到硅片上去做准备。
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等。
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效应的出现。
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二、集成电路制造基本工艺指在晶圆表面形成薄膜的加工工艺。
这些薄膜可以是绝缘体、半导体或导体。
它们由不同材料组成,是使用多种工艺生产或淀积的。
掺杂就是用人为的方法,将所需要的杂质,以一定的方式掺入到半导体基片规定的区域内,并达到规定的数量和符合要求的分布。
集成电路中的光刻是把掩模版上的图形转换到硅片表面上的一种工艺。
热处理是简单地将晶圆加热和冷却来达到特定结果的工艺过程。
热处理过程中晶圆上没有增加或减去任何物质,另外,会有一些污染物和水汽从晶圆上蒸发。
薄膜制备光刻光刻掺杂掺杂热处理热处理1.薄膜制备在半导体器件中广泛使用各种薄膜,例如:
作为器件工作区的外延薄膜;实现定域工艺的掩蔽膜;起表面保护、钝化和隔离作用的绝缘介质薄膜;作为电极引线和栅电极的金属及多晶硅薄膜等。
1.薄膜制备制作薄膜的材料很多:
半导体材料如硅和砷化镓;金属材料有金和铝;无机绝缘材料二氧化硅、磷硅玻璃、氮化硅、三氧化二铝;半绝缘材料多晶硅和非晶硅等。
此外,还有目前已用于生产并有着广泛前途的聚酰亚胺类有机绝缘树脂材料等。
制备这些薄膜的方法很多,概括起来可分为间接生长(如气相外延、热氧化和化学气相淀积)和直接生长(如真空蒸发、溅射和涂敷等)两类。
金属化工艺金属化工艺金属化工艺金属化工艺金金金金属属属属化化化化工工工工艺艺艺艺主主主主要要要要是是是是完完完完成成成成电电电电极极极极、焊焊焊焊盘盘盘盘和和和和互互互互连连连连线线线线的的的的制制制制备备备备。
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金金金金属属属属化化化化工工工工艺艺艺艺是是是是一一一一种种种种物物物物理理理理气气气气相相相相淀淀淀淀积积积积,需需需需要要要要在在在在高高高高真真真真空空空空系系系系统统统统中中中中进进进进行行行行,常常常常用用用用的的的的方法有真空蒸发法和溅射法。
方法有真空蒸发法和溅射法。
方法有真空蒸发法和溅射法。
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(aa)淀积一层金属铝)淀积一层金属铝)淀积一层金属铝)淀积一层金属铝(bb)刻蚀不需要的铝)刻蚀不需要的铝)刻蚀不需要的铝)刻蚀不需要的铝金属化工艺金属化工艺金属化工艺金属化工艺氧化工艺氧化工艺氧化工艺氧化工艺氧氧氧氧化化化化工工工工艺艺艺艺就就就就是是是是制制制制备备备备二二二二氧氧氧氧化化化化硅硅硅硅(SiO2SiO2)层层层层。
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它它它它在在在在集集集集成成成成电电电电路路路路加加加加工工工工工工工工艺艺艺艺中中中中有有有有许许许许多多多多作作作作用用用用,(11)在在在在MOSMOS电电电电路路路路中中中中作作作作为为为为MOSMOS器器器器件件件件的的的的绝绝绝绝缘缘缘缘栅栅栅栅介介介介质质质质,是是是是MOSMOS器器器器件件件件的的的的组组组组成成成成部部部部分分分分;(22)扩扩扩扩散散散散时时时时的的的的掩掩掩掩蔽蔽蔽蔽层层层层,离离离离子子子子注注注注入入入入的的的的阻阻阻阻挡挡挡挡层层层层(有有有有时时时时与与与与光光光光刻刻刻刻胶胶胶胶、Si3N4Si3N4层层层层一一一一起起起起使使使使用用用用);(33)作作作作为为为为集集集集成成成成电电电电路路路路的的的的隔隔隔隔离离离离介介介介质质质质材材材材料料料料;(44)作作作作为为为为电电电电容容容容器器器器的的的的绝绝绝绝缘缘缘缘介介介介质质质质材材材材料料料料;(55)作作作作为为为为多多多多层层层层金金金金属属属属互互互互连连连连层层层层之之之之间间间间的的的的介介介介质质质质材材材材料料料料;(66)作作作作为为为为对对对对器器器器件件件件和和和和电电电电路路路路进进进进行行行行钝钝钝钝化化化化的的的的钝钝钝钝化化化化层层层层材材材材料料料料。
氧化工艺有热氧化法、化学气相淀积法、热分解淀积法和溅射法。
氧化工艺有热氧化法、化学气相淀积法、热分解淀积法和溅射法。
氧化工艺有热氧化法、化学气相淀积法、热分解淀积法和溅射法。
氧化工艺有热氧化法、化学气相淀积法、热分解淀积法和溅射法。
2.2.光刻与刻蚀(光刻与刻蚀(光刻与刻蚀(光刻与刻蚀(图形转换图形转换图形转换图形转换)(aa)曝光)曝光)曝光)曝光(bb)显影)显影)显影)显影(cc)腐蚀)腐蚀)腐蚀)腐蚀(d)d)去胶去胶去胶去胶3.3.掺杂掺杂将将将将需需需需要要要要的的的的杂杂杂杂质质质质掺掺掺掺入入入入特特特特定定定定的的的的半半半半导导导导体体体体区区区区以以以以达达达达到到到到改改改改变变变变半半半半导导导导体体体体电电电电学学学学性性性性质质质质,形形形形成成成成PNPN结结结结、电电电电阻阻阻阻、欧欧欧欧姆姆姆姆接接接接触触触触等等等等。
掺掺掺掺杂杂杂杂工工工工艺艺艺艺分分分分扩扩扩扩散散散散和和和和离离离离子
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- 集成电路设计 制造 工艺 概述
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