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1、1第一章集成電路制造工藝流程集成電路（IntegratedCircuit）制造工藝是集成電路實現(xiàn)的手段，也是集成電路設計的基礎。2021/9/26韓良21.無生產(chǎn)線集成電路設計技術隨著集成電路發(fā)展的過程，其發(fā)展的總趨勢是革新工藝、提高集成度和速度。設計工作由有生產(chǎn)線集成電路設計到無生產(chǎn)線集成電路設計的發(fā)展過程。無生產(chǎn)線（Fabless）集成電路設計公司。如美國有200多家、臺灣有100多家這樣的設計公司。引言2021/9/26韓良32.代客戶加工（代工）方式芯片設計單位和工藝制造單位的分離，即芯片設計單位可以不擁有生產(chǎn)線而存在和發(fā)展，而芯片制造
2、單位致力于工藝實現(xiàn)，即代客戶加工（簡稱代工）方式。代工方式已成為集成電路技術發(fā)展的一個重要特征。引言2021/9/26韓良43.PDK文件首先，代工單位將經(jīng)過前期開發(fā)確定的一套工藝設計文件PDK（PocessDesignKits)通過因特網(wǎng)傳送給設計單位。PDK文件包括：工藝電路模擬用的器件的SPICE（SimulationProgramwithICEmphasis）參數(shù)，版圖設計用的層次定義，設計規(guī)則，晶體管、電阻、電容等元件和通孔（VIA）、焊盤等基本結(jié)構(gòu)的版圖，與設計工具關聯(lián)的設計規(guī)則檢查（DRC）、參數(shù)提取（EXT）和版圖電路對照（LV
3、S）用的文件。引言2021/9/26韓良54.電路設計和電路仿真設計單位根據(jù)研究項目提出的技術指標，在自己掌握的電路與系統(tǒng)知識的基礎上，利用PDK提供的工藝數(shù)據(jù)和CAD/EDA工具，進行電路設計、電路仿真（或稱模擬）和優(yōu)化、版圖設計、設計規(guī)則檢查DRC、參數(shù)提取和版圖電路圖對照LVS，最終生成通常稱之為GDS-Ⅱ格式的版圖文件。再通過因特網(wǎng)傳送到代工單位。引言2021/9/26韓良65.掩模與流片代工單位根據(jù)設計單位提供的GDS-Ⅱ格式的版圖數(shù)據(jù)，首先制作掩模（Mask），將版圖數(shù)據(jù)定義的圖形固化到鉻板等材料的一套掩模上。一張掩模一方面對應于版
4、圖設計中的一層的圖形，另一方面對應于芯片制作中的一道或多道工藝。在一張張掩模的參與下，工藝工程師完成芯片的流水式加工，將版圖數(shù)據(jù)定義的圖形最終有序的固化到芯片上。這一過程通常簡稱為“流片”。引言2021/9/26韓良7代工（Foundry）廠家很多，如：無錫上華（0.6/0.5?mCOS和4?mBiCMOS工藝)上海先進半導體公司(1?mCOS工藝)首鋼NEC(1.2/0.18?mCOS工藝)上海華虹NEC(0.35?mCOS工藝)上海中芯國際(8英寸晶圓0.25/0.18?mCOS工藝)引言6.代工工藝2021/9/26韓良8代工（Found
5、ry）廠家很多，如：宏力8英寸晶圓0.25/0.18?mCMOS工藝華虹NEC8英寸晶圓0.25?mCMOS工藝臺積電(TSMC)在松江籌建8英寸晶圓0.18?mCMOS工藝聯(lián)華(UMC)在蘇州籌建8英寸晶圓0.18?mCMOS工藝等等。引言6.代工工藝2021/9/26韓良97.境外代工廠家一覽表2021/9/26韓良10F&F(FablessandFoundry)模式工業(yè)發(fā)達國家通過組織無生產(chǎn)線IC設計的芯片計劃來促進集成電路設計的專業(yè)發(fā)展、人才培養(yǎng)、技術研究和中小企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)，而取得成效。這種芯片工程通常由大學或研究所作為龍頭單位負責人員
6、培訓、技術指導、版圖匯總、組織芯片的工藝實現(xiàn)，性能測試和封裝。大學教師、研究生、研究機構(gòu)、中小企業(yè)作為工程受益群體，自愿參加，并付一定費用。引言8.芯片工程與多項目晶圓計劃2021/9/26韓良118.芯片工程與多項目晶圓計劃RelationofF&F(無生產(chǎn)線與代工的關系)2021/9/26韓良12多項目晶圓MPW（multi-projectwafer)技術服務是一種國際科研和大學計劃的流行方式。MPW技術把幾到幾十種工藝上兼容的芯片拼裝到一個宏芯片（Macro-Chip）上然后以步進的方式排列到一到多個晶圓上，制版和硅片加工費用由幾十種芯片
7、分擔，極大地降低芯片研制成本，在一個晶圓上可以通過變換版圖數(shù)據(jù)交替布置多種宏芯片。引言8.芯片工程與多項目晶圓計劃2021/9/26韓良13代工單位與其他單位關系圖2021/9/26韓良14集成電路制造工藝分類1.雙極型工藝（bipolar）2.MOS工藝3.BiMOS工藝2021/9/26韓良15§1-1雙極集成電路典型的PN結(jié)隔離工藝2021/9/26韓良16思考題1.需要幾塊光刻掩膜版(mask)?2.每塊掩膜版的作用是什么？3.器件之間是如何隔離的？4.器件的電極是如何引出的？5.埋層的作用？2021/9/26韓良17雙極集成電路的基本
8、制造工藝，可以粗略的分為兩類：一類為在元器件間要做隔離區(qū)。隔離的方法有多種，如PN結(jié)隔離，全介質(zhì)隔離及PN結(jié)-介質(zhì)混合隔離等。另一類為器件間的自然隔離
