集成電路設(shè)計(jì)與制造工藝概述

1、第5章 集成電路設(shè)計(jì)與制造工藝概述概要介紹主要設(shè)計(jì)和基本工藝概要介紹主要設(shè)計(jì)和基本工藝一、集成電路設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)途徑分：正向設(shè)計(jì)、反向設(shè)計(jì)按設(shè)計(jì)內(nèi)容分：邏輯設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì) 工藝設(shè)計(jì)、版圖設(shè)計(jì)主要分類主要分類指由電路指標(biāo)、功能出發(fā)，最后由由電路進(jìn)行版圖設(shè)計(jì)正向設(shè)計(jì)仿制原產(chǎn)品，確定工藝參數(shù)，推出更先進(jìn)的產(chǎn)品。反向設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)途徑不同分類正向設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)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(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)，由邏輯圖或功能塊功能要求進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，由電路圖設(shè)計(jì)版圖，根據(jù)電路及現(xiàn)有工藝條件，經(jīng)模擬驗(yàn)證再繪制總圖工藝設(shè)計(jì)（如原材料選擇，設(shè)計(jì)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(bǔ)充或組合。這里所說的工藝條件包含源的種類、溫度、時(shí)間、流量、注入劑量和能量、工藝參數(shù)及檢測(cè)手段等內(nèi)容。 反向設(shè)計(jì)（也稱逆向設(shè)計(jì)）的設(shè)計(jì)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(fù)合版圖，拼復(fù)合版圖提取電路圖、器件尺寸和設(shè)計(jì)規(guī)則電路模擬、驗(yàn)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(cè)試產(chǎn)品的電學(xué)參數(shù)。電學(xué)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(shè)計(jì)在提取縱向尺寸和測(cè)試產(chǎn)品的電學(xué)參數(shù)的基礎(chǔ)上確定工藝參數(shù)，制訂工藝

3、條件和工藝流程。 根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容不同分類04020103邏輯設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì)版圖設(shè)計(jì)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(dǎo)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(dǎo)體基片規(guī)定的區(qū)域內(nèi)，并達(dá)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(jiǎn)單地將晶圓加熱和冷卻來達(dá)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(huì)有一些污染物和水汽從晶圓上蒸發(fā)。1.薄膜制備在半導(dǎo)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(shí)現(xiàn)定域工藝的掩蔽膜；起表面保護(hù)、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(dǎo)體材料如硅和砷化鎵；金屬材料有金和鋁；無(wú)機(jī)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(jī)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(zhǎng)（如氣相外延、熱氧化和化學(xué)氣相淀積）和直接生長(zhǎng)（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(gè)：1. 退火：指在離子注入制程后進(jìn)行的熱處理，溫度在1000左右，以修復(fù)摻雜原子的注入所造成的晶圓損傷。2. 金屬導(dǎo)線在晶圓上制成后熱處理：為確保良好的