集成電路制造工藝技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

集成電路制造工藝技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢摘要：集成電路是電子工業(yè)和信息社會的基礎(chǔ).金屬氧化物半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的場效應(yīng)晶體管是構(gòu)成當(dāng)前集成電路的部件的基本結(jié)構(gòu)，目前絕大多數(shù)集成電路都是基于金屬氧化物半導(dǎo)體等互補器件。自集成電路進入測量生產(chǎn)以來，提高集成電路性能最重要的手段就是尺寸微收縮。

關(guān)鍵詞：集成電路；制造技術(shù)；發(fā)展；前言：在自然界中，硅只是一種富含氧元素的物質(zhì)。由于其良好的物理性能，半導(dǎo)體已成為制造集成電路的主要材料。硅半導(dǎo)體制造技術(shù)在集成電路制造中占主導(dǎo)地位，特別是超大規(guī)模集成電路。在可預(yù)見的未來，快速發(fā)展的硅半導(dǎo)體制造技術(shù)仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。

一、集成電路制造工藝技術(shù)現(xiàn)狀1.集成電路的發(fā)展速度。在集成電路工業(yè)中，采用最小線路寬度（或特征尺寸）來估計集成電路生產(chǎn)過程的發(fā)展水平，可以從集成電路制造中獲得，以及硅單晶板的直徑和電容，可以存儲為動態(tài)內(nèi)存訪問。集成電路技術(shù)的發(fā)展是按照摩爾定律進行的：動態(tài)隨機存儲器的集成程度每18個月翻一番。在集成電路生產(chǎn)方面，通過增加芯片尺寸和減小特性尺寸，提高了單個芯片的集成程度。如果評價MOP晶體管集成電路制造技術(shù)的發(fā)展和前景，在未來五年內(nèi)，集成電路的性能尺寸每三年下降30%的趨勢將繼續(xù)下去；集成器件密度（每平方厘米晶體管數(shù)）每三年增加80%；線路的最小寬度將達(dá)到0.07μm，DRAM將達(dá)到64GB。2.集成電路是高科技行業(yè)的典型代表，自成立以來，該行業(yè)就注定不能像其他傳統(tǒng)行業(yè)那樣自發(fā)地進行研究和開發(fā)，政府必須參與和支持這一進程?？陀^地說，中國芯片和集成電路的生產(chǎn)，是由一群從國外回來的人或研究機構(gòu)。在所有民用產(chǎn)品中，集成電路設(shè)備是最先進的，我們看到的是物質(zhì)制造機器，但實際上，這是高質(zhì)量光電和材料融合的結(jié)果。集成電路和芯片生產(chǎn)的基礎(chǔ)研究的性質(zhì)決定了政府對領(lǐng)導(dǎo)力和支持的參與。由于過去幾年國內(nèi)資本市場的發(fā)展不足，只能通過中央政府的資金提供支持。商業(yè)發(fā)展需要強大的團隊、與市場的緊密聯(lián)系、自主的基礎(chǔ)技術(shù)和強大的金融潛力。集成電路企業(yè)必須被設(shè)計成參與國際競爭，因此它們必須按照國際慣例行事，例如免除備件進口稅。中國想要發(fā)展，我們就無法實現(xiàn)整體競爭力的提高。二、發(fā)展趨勢1.光刻技術(shù)。光刻學(xué)是集成電路顯微結(jié)構(gòu)處理技術(shù)的關(guān)鍵。在集成電路的生產(chǎn)過程中，不同膠片層和合成區(qū)的光刻至關(guān)重要。一般來說，光刻圖像的數(shù)量和所需面具的數(shù)量表明生產(chǎn)過程是多么困難。通常情況下，集成電路生產(chǎn)線的技術(shù)水平會使用特定的尺寸來評估。一些國際技術(shù)，主要的芯片制造商，被廣泛用于設(shè)計和制造超大規(guī)模的集成電路。35M線寬和大規(guī)模生產(chǎn)的能力，允許產(chǎn)生數(shù)億元素的集成電路(例如64米DRAM，達(dá)到1.28億)。我們在0。35M的設(shè)計、制造和配件技術(shù)完全實現(xiàn)了“中國制造龍”。目前，生產(chǎn)特性的大小為零。集成電路25M，設(shè)備選擇完成，生產(chǎn)開始。光學(xué)石刻技術(shù)現(xiàn)在可以生成0。25微米的集成電路。照相石刻通常使用精確的自動石刻法，暴露源使用紫外線。在紫色的光源下面。芯片工廠將逐步引入DUV電路打印系統(tǒng)(深紫外線)，作為最先進的半導(dǎo)體制造技術(shù)。之后64mb,256DRAM技術(shù)進入生產(chǎn)階段,集成電路用光學(xué)射線付諸實施(基于分子365nm)和激光束248納米的激光波長KrF和F用分子激光源,以及Ar193nm波長和使用“相位光掩模”獨特的大小,以0。25在m階段的特征大小為0。接下來的小階段將集中在較短的波長上尋找暴露源。與此同時，在DRAM磁帶上顯示的兩個鄰近中心之間的距離是100納米。下一代將使用什么光刻技術(shù)?紫外線(uf)、電子束發(fā)射、x射線投影和離子發(fā)射，使用相對較短的波長134納米。目前的研究表明，157nm使用5%氦和純氦氟的激光光源制造光學(xué)投影系統(tǒng)，比例為1:40，選擇高純度卡夫卡晶體作為透明材料。3米厚的聚乙烯苯酚，作為一種防腐劑，可以達(dá)到0。8M是照片石刻的特征大小。這可能是迄今為止達(dá)到的最高精度。通過技術(shù)和散射角度來說有限投影電子束超高,忍耐力腐蝕,用于商業(yè)用途的化學(xué)與遠(yuǎn)紫外線光刻放大器,要求低于100nm校準(zhǔn)等領(lǐng)域中,臨界尺寸,曝光控制等。這些技術(shù)也變成0生產(chǎn)手段。13M是一個強大的集成電路候選人，但仍在試驗中。在投影電子束和紫外線光譜學(xué)的角度限制下的積分電路下，離子投影光譜學(xué)是更合適的選擇。它可以在不使用分辨率技術(shù)的情況下，使用組合面具和標(biāo)準(zhǔn)照明技術(shù)，將30納米絕緣芯片轉(zhuǎn)移到30納米絕緣芯片上。如果最小的固有尺寸是35M。假設(shè)我們保持目前的技術(shù)進步速度，每三年更新一代人，每個芯片上都有1000兆比特的DRAM內(nèi)存。2.摻雜技術(shù)。在生產(chǎn)超大規(guī)模集成電路時，最重要的融合方法是傳統(tǒng)的擴散方法和更先進的離子植入方法。由于離子植入技術(shù)提供了更好的雜質(zhì)輪廓，以及有效和精確地控制注入式雜質(zhì)集中的分布，它現(xiàn)在是制造超大集成電路所需的最重要的合金化技術(shù)。隨著集成電路的寬度越來越窄，未來離子注入技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⑹歉吣芰?400kv，甚至更高)，低能量用于離子植入。3.刻蝕技術(shù)方法。隨著集成電路芯片的大小越來越小，速度越來越快，二氧化硅層也變得越來越薄，越來越接近物理極限。當(dāng)二氧化硅層厚度小于3納米時，其絕緣能力就會喪失，使得電子能夠產(chǎn)生隧道效應(yīng)或通過鄰近的格柵泄漏。因此被嵌入系統(tǒng)分子束為結(jié)晶沉積鈦鍶硅片上而不是通常的二氧化硅制成的場效應(yīng)晶體管。技術(shù)沉積薄膜蒸發(fā)電子方法和霧化集成電路構(gòu)成的兩個主要技術(shù)目前氣相沉積薄膜。這兩種技術(shù)，特別是電子束拋射技術(shù)，提供了比CVD低的連續(xù)涂層，因此pvd的應(yīng)用僅限于在超大集成電路中使用金屬薄膜。改進磁帶中心是如何提高覆蓋和填充金屬霧化階段的能力，使傳統(tǒng)的鋁和鈦或硝化鈦噴灑方法不因技術(shù)的持續(xù)發(fā)展而被其他方法所取代。下一個噴灑級技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)之一是沉積一個可靠而持久的薄膜。半導(dǎo)體技術(shù),除了延續(xù)沉積方法開發(fā)板尺寸超過200毫米,主要集中于尋找新的材料被圍困的沉積和開發(fā)新技術(shù),以及改進和簡化技術(shù)臺階覆蓋薄膜沉積,降低反應(yīng)溫度和損害血漿和改善沉積，目前安全技術(shù)接近實際階段的沉淀。由于集成電路芯片中設(shè)備的不斷縮小，不同膜的厚度越來越薄，板塊的直徑越來越大，蝕刻時的選擇性和內(nèi)部腐蝕的均勻性越來越重要。5M的技術(shù)將普通干燥腐蝕的幾何值提高到極限。在下面的技術(shù)中，應(yīng)用程序仍然是一個相當(dāng)復(fù)雜的技術(shù)領(lǐng)域。在未來，為了維護更大的穩(wěn)定，需要提供更高水平的控制和診斷，以及實時反饋控制，以提高可靠性和減少維護時間。目前，用于等離子消融的控制只是有限的?；趯崟r模式來確定等離子體和平板的自動反饋控制允許保持最佳的技術(shù)效果。計算機模擬等離子體過程的各個方面有助于更好地理解腐蝕機制，并提高系統(tǒng)開發(fā)的設(shè)計能力和能力。超大規(guī)模集成電路的技術(shù)，從100萬到100萬的部件，主要是圍繞過程開發(fā)的過去主導(dǎo)著雙極技術(shù)，并在超大集成電路中找到了合適的位置。有趣的是，雙極技術(shù)在戰(zhàn)略上利用競爭對手的技術(shù)向前推進，即離子注入、外延增長和多晶體硅沉積的新發(fā)展使雙極晶體管能夠產(chǎn)生超細(xì)的基礎(chǔ)。結(jié)論:現(xiàn)代信息社會的主要技術(shù)是微電子技術(shù)，而硅半導(dǎo)體材料仍然是微電子的主要來源。大直徑單晶硅板的生產(chǎn)是提高集成電路一體化程度的基礎(chǔ)，對點和次生缺陷的控制仍將面臨嚴(yán)重問題。超大規(guī)模集成電路的生產(chǎn)技術(shù)是一項正在發(fā)展的技術(shù)。只有掌握先進技術(shù)才能在競爭中占據(jù)市場。隨著一些新材料、新細(xì)節(jié)原則和新半導(dǎo)體技術(shù)的進一步發(fā)展，集成電路技術(shù)將不斷提高到新的峰值