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1、HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,1,半導體製程技術導論Chapter1導論,HongXiao,Ph.D,目標,讀完本章之後，你應該能夠：熟悉半導體相關術語的使用描述基本的積體電路製造流程簡明的解釋每一個製程步驟半導體製程與你的工作或產品有相關性的連結,HongXiao,Ph.D.,2,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,主題,簡介積體電路元件和設計半導體製程未來的走向,HongXiao,Ph.D.,3,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm
2、,簡介,第一個電晶體,AT&T貝爾實驗室,1947第一個單晶鍺,1952第一個單晶矽,1954第一個積體電路元件,德州儀器,1958第一個矽積體電路晶片,費爾查德照相機公司,1961,HongXiao,Ph.D.,4,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,第一個電晶體,貝爾實驗室,1947,照片提供:AT&T檔案財產，授權同意本書翻印使用,HongXiao,Ph.D.,5,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm
3、,6,約翰巴定，威廉肖克萊和華特布萊登照片提供:LucentTechnologiesInc.,第一個電晶體的發明者,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,7,1958年德州儀器的傑克克畢製造出的第一個積體電路晶片(棒),照片提供:德州儀器,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,8,1961年費爾查德攝影機公司在矽晶圓上製出的第一個積體電路,照片提供:FairchildSemiconductorInternational,HongXiao,Ph.D.,www
4、2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,9,摩爾定律,1964年哥登摩爾(英特爾公司的共同創始人之一)價格不變之下，電腦晶片上的元件數目，幾乎每12個月就增加一倍1980年代減緩至每18個月到目前仍屬正確，預期可以維持到2010年,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,10,摩爾定律(英特爾版本),Transistors,10K,100K,1M,10M,1975,1980,1985,1990,1995,4040,8080,8086,80286,80386,80486,Pentium,Penti
5、umIII,1K,2000,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,11,IC的尺度-積體電路晶片的積體化層級,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,12,整體的半導體工業道路圖,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,13,晶片尺寸與晶圓尺寸的相對性展示,以0.35微米技術製造的晶粒,以0.25微米技術,以0.18微米技術,晶片或晶粒,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.
6、cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,14,1997年NEC製造最小的電晶體,超淺接面,下匣極,上匣極,源極,汲極,介電質,n,+,n,+,P型晶片,小於0.014微米匣極的寬度,照片提供:NECCorporation,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,15,IC幾何上的限制,原子的大小,IC元件的限制,原子大小：數個埃()形成一個元件需要一些原子一般最後的限制在100或0.01微米大概30個矽原子,HongXiao,Ph.D.,16,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.
7、htm,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,17,IC設計:第一顆IC,照片提供:德州儀器,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,18,IC設計:CMOS反相器,第一層金屬,AlCu,P型壘晶層i,P型晶源,N型井區,P型井區,PMD,p,+,p,+,n,+,n,+,W,第一層金屬,Contact,P型井區,N型井區,多晶矽匣極和局部連線,N-通道元件區N-通道VtN-通道LDDN-通道S/D,P-通道元件區P-通道VtP-通道LDDP-通道S/D,淺溝
8、絕緣槽(STI),Vss,Vdd,NMOS,PMOS,Vin,Vout,STI,(a),(b),(c),HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,19,CMOS反相器佈局圖,光罩1,N型井區,光罩2,P型井區,光罩3,淺溝絕緣槽,光罩4,7,9,N-Vt,LDD,S/D,光罩5,8,10,P-Vt,LDD,S/D,光罩6,匣極/局佈連線,光罩11,接觸窗,光罩12,第一層金屬,CMOS反相器的佈局圖和光罩,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,20,石英基板,鉻金屬圖案,薄膠膜,相位移塗佈物,相位移光罩展示圖(光罩/倍縮光罩),HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,21,光罩和倍縮光罩,圖片提供:SGSThompson,HongXiao,Ph.D.,www2.austin.cc.tx.us/HongXiao/Book.htm,22,晶圓製程,無塵室生產廠房,金屬化,化學機械研磨,蝕刻與光阻剝除,
