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1.3.3 集成电路的加工制造
集成电路的加工制造是将设计好的版图,通过工艺加工最终形成集成电路芯片。工艺加工主要是在集成电路工艺线完成的。目前,国际上有很多集成电路专用加工线(又称代工线,英文名称为Foundry,如台湾地区的TSMC、UMC等公司),它们专门完成将设计好的版图或电路逻辑图加工为IC芯片。我国内地目前也有数十条集成电路工艺线。迄今为止,集成电路制备基本上仍然采用平面工艺。平面工艺的核心要点是在半导体材料的表面生长一层氧化层,再采用光刻技术在SiO2层上刻出窗口,利用SiO2对杂质的掩蔽特性,实现Si中的选择性掺杂,形成所需要的元器件。然后金属互连技术将所有元器件按要求连接,实现完成功能的集成电路。
IC工艺技术的发展趋势是实现低温化(或高温快速化)处理,平面化加工,干法、低损伤刻蚀,以及低缺陷密度(提高成品率)的控制。隔离和多层互连是是当今工艺技术中的两大课题。随着集成电路特征线宽的不断缩小,电路的门延迟越来越小,而互连线延迟却在逐渐增大。在目前的深亚微米阶段,互连RC延迟已经显著大于门延迟,在设计方面需要对布线进行几何优化,在工艺方面需要降低互连线的电阻率以及线间和层间电介质的介电常数。
有关集成电路制造工艺将在本书的第3章介绍。