集成電路設計與制造工藝概述

1、第5章 集成電路設計與制造工藝概述概要介紹主要設計和基本工藝概要介紹主要設計和基本工藝一、集成電路設計按設計途徑分：正向設計、反向設計按設計內(nèi)容分：邏輯設計、電路設計 工藝設計、版圖設計主要分類主要分類指由電路指標、功能出發(fā)，最后由由電路進行版圖設計正向設計仿制原產(chǎn)品，確定工藝參數(shù)，推出更先進的產(chǎn)品。反向設計根據(jù)設計途徑不同分類正向設計的設計流程為：根據(jù)功能要求畫出系統(tǒng)框圖，劃分成子系統(tǒng)(功能塊)進行邏輯設計，由邏輯圖或功能塊功能要求進行電路設計，由電路圖設計版圖，根據(jù)電路及現(xiàn)有工藝條件，經(jīng)模擬驗證再繪制總圖工藝設計（如原材料選擇，設計工藝參數(shù)、工藝方案，確定工藝條件、工藝流程）。如有成熟的工

2、藝，就根據(jù)電路的性能要求選擇合適的工藝加以修改、補充或組合。這里所說的工藝條件包含源的種類、溫度、時間、流量、注入劑量和能量、工藝參數(shù)及檢測手段等內(nèi)容。 反向設計（也稱逆向設計）的設計流程為：第一步，提取橫向尺寸。主要內(nèi)容：打開封裝放大、照相提取復合版圖，拼復合版圖提取電路圖、器件尺寸和設計規(guī)則電路模擬、驗證所提取的電路畫版圖。第二步，提取縱向尺寸。用掃描電鏡等提取氧化層厚度、金屬膜厚度、多晶硅厚度、結(jié)深、基區(qū)寬度等縱向尺寸和縱向雜質(zhì)分布。第三步，測試產(chǎn)品的電學參數(shù)。電學參數(shù)包括開啟電壓、薄膜電阻、放大倍數(shù)、特征頻率等。 逆向設計在提取縱向尺寸和測試產(chǎn)品的電學參數(shù)的基礎上確定工藝參數(shù)，制訂工藝

3、條件和工藝流程。 根據(jù)設計內(nèi)容不同分類04020103邏輯設計電路設計工藝設計版圖設計二、集成電路制造基本工藝指在晶圓表面形成薄膜的加工工藝。這些薄膜可以是絕緣體、半導體或?qū)w。它們由不同材料組成，是使用多種工藝生產(chǎn)或淀積的。摻雜就是用人為的方法，將所需要的雜質(zhì)，以一定的方式摻入到半導體基片規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，并達到規(guī)定的數(shù)量和符合要求的分布。集成電路中的光刻是把掩模版上的圖形轉(zhuǎn)換到硅片表面上的一種工藝。熱處理是簡單地將晶圓加熱和冷卻來達到特定結(jié)果的工藝過程。熱處理過程中晶圓上沒有增加或減去任何物質(zhì)，另外，會有一些污染物和水汽從晶圓上蒸發(fā)。1.薄膜制備在半導體器件中廣泛使用各種薄膜，例如：作為器件工

4、作區(qū)的外延薄膜；實現(xiàn)定域工藝的掩蔽膜；起表面保護、鈍化和隔離作用的絕緣介質(zhì)薄膜；作為電極引線和柵電極的金屬及多晶硅薄膜等。1.薄膜制備制作薄膜的材料很多：半導體材料如硅和砷化鎵；金屬材料有金和鋁；無機絕緣材料二氧化硅、磷硅玻璃、氮化硅、三氧化二鋁；半絕緣材料多晶硅和非晶硅等。此外，還有目前已用于生產(chǎn)并有著廣泛前途的聚酰亞胺類有機絕緣樹脂材料等。制備這些薄膜的方法很多，概括起來可分為間接生長（如氣相外延、熱氧化和化學氣相淀積）和直接生長（如真空蒸發(fā)、濺射和涂敷等）兩類。摻雜摻雜4.熱處理熱處理主要用途有三個：1. 退火：指在離子注入制程后進行的熱處理，溫度在1000左右，以修復摻雜原子的注入所造成的晶圓損傷。2. 金屬導線在晶圓上制成后熱處理：為確保良好的