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1、单击此处编辑母版标题样式单击此处编辑母版副标题样式*1集成电路设计基础山东大学 信息学院刘志军北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除上次课内容第3章 集成电路工艺简介3.1 引言 3.2 外延生长工艺3.3 掩模的制版工艺 3.4 光刻工艺3.5 掺杂工艺3.6 绝缘层形成工艺3.7 金属层形成工艺Date2集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除本次课内
2、容第4章 集成电路特定工艺4.1 引言 4.2 双极型集成电路的基本制造工艺 4.3 MESFET工艺与HEMT工艺4.4 CMOS集成电路的基本制造工艺 4.5 BiCMOS集成电路的基本制造工艺Date3集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除所谓 特定工艺，常常是指以一种 材料为衬底、一种或几种类型的晶体 管为主要的有源器件；辅以一定类型 的无源器件；以特定的简单电路为基 本单元；形成应用于一个或多个领域 中各种电路和系统的工艺。4.1 引言Date4集成电路设
3、计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除特定工艺这些特定工艺包括：硅基的双极型工艺、CMOS、BiCMOS、锗 硅HBT工艺和BiCMOS工艺，SOI材料的CMOS 工艺，GaAs基/InP基的MESFET工艺、HEMT 工艺和HBT工艺等。目前应用最广泛的特定工 艺是CMOS工艺。在CMOS工艺中，又可细分 为DRAM工艺、逻辑工艺、模拟数字混合集成 工艺，RFIC工艺等。Date5集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危
4、重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除4.2 双极型集成电路的基本制造工艺 在双极型集成电路的基本制造工艺中 ，要不断地进行光刻、扩散、氧化的工作 。典型的PN结隔离的掺金TTL电路工艺 流程图如下图所示。Date6集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除 典型PN结隔离掺金TTL电路工艺流程图Date7集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣
5、传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除双极型集成电路基本制造工艺步骤（1）衬底选择对于典型的PN结隔离双极集成电路， 衬底一般选用 P型硅。芯片剖面如图。Date8集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除双极型集成电路基本制造工艺步骤（2）第一次光刻N+隐埋层扩散孔光刻 一般来讲，由于双极型集成电路中各 元器件均从上表面实现互连，所以为了减 少寄生的集电极串联电阻效应，在制作 元器件的外延层和衬底之间需要作N+隐 埋层。Date9集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道
6、结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除第一次光刻N+隐埋层扩散孔光刻 从上表面引出第一次光刻的掩模版图形 及隐埋层扩散后的芯片剖面见图。Date10集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除双极型集成电路基本制造工艺步骤（3）外延层淀积 外延层淀积时应该考虑的设计参数主要有 ：外延层电阻率epi和外延层厚度Tepi。外 延层淀积后的芯片剖面如图。 Date11集成电路设计基础北京
7、地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除双极型集成电路基本制造工艺步骤（4）第二次光刻P+隔离扩散孔光刻 隔离扩散的目的是在硅衬底上形成许 多孤立的外延层岛，以实现各元件间的 电隔离。目前最常用的隔离方法是反偏PN结隔 离。一般P型衬底接最负电位，以使隔离 结处于反偏，达到各岛间电隔离的目的 。Date12集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除第二次光刻P+隔
8、离扩散孔光刻 隔离扩散孔的掩模版图形及隔离扩散后的 芯片剖面图如图所示。Date13集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除双极型集成电路的基本制造工艺步骤（5）第三次光刻P型基区扩散孔光刻 基区扩散孔的掩模版图形及基区扩散后的芯片 剖面图如图所示。 Date14集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除双极型集成电路的基本制造工艺步骤（6）第
9、四次光刻N+发射区扩散孔光刻此次光刻还包括集电极、N型电阻 的接触孔和外延层的反偏孔。Date15集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除第四次光刻N+发射区扩散孔光刻N+发射区扩散孔的掩模图形及N+发射区 扩散后的芯片剖面图如图所示。 Date16集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除双极型集成电路的基本制造工艺步骤（7） 第五次光刻引线
10、接触孔光刻 此次光刻的掩模版图形如图所示。 Date17集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除双极型集成电路的基本制造工艺步骤（8）第六次光刻金属化内连线光刻 反刻铝形成金属化内连线后的芯片复合图及剖面图如图 。 Date18集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除4.3 MESFET工艺与HEMT工艺MESFET是第一代GaAs晶体管 类
11、型和工 艺标识，是 GaAs 单片集成电路技术的基 础，现在是 GaAs VLSI 的主导工艺。HEMT工艺是最先进的GaAs集成电路工艺 。MESFET和HEMT两者的工作原理和工艺 制造基础基本相同。Date19集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除MESFET工艺下图将示出GaAs MESFET的基本结构。 在半绝缘 (Semi-isolating，s.i.)GaAs衬底 上的N型GaAs 薄层为有源层。这一层 可以采用液相外延(LPE)、汽相外延 (VPE)
12、或分子束外延(MBE)三种外延方 法沉积形成，也可以通过离子注入形 成。 Date20集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除MESFET工艺Date21集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除MESFET工艺（1）有源层上面两侧的金属层通常是金 锗合金, 通过沉积形成, 与有源层形成 源极和漏极的欧姆接触。这两个接触区 之间的区域定义出有源
13、器件, 即MESFET 的电流沟道。MESFET通常具有对称的源 漏结构。沟道中间区域上的金属层通常 是金或合金, 与有源层形成栅极的肖特 基接触。Date22集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除MESFET工艺（2）由于肖特基势垒的耗尽区延伸进入有源层， 使得沟道的厚度变薄。根据零偏压情况下沟道夹 断的状况，可形成两种类型的MESFET：增强型 和耗尽型。对于增强型MESFET，由于内在电势形成的耗 尽区延伸到有源区的下边界， 沟道在零偏压情况 下是断开的。而耗
14、尽型MESFET的耗尽区只延伸 到有源区的某一深度，沟道为在零偏压情况下是 开启的。Date23集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除MESFET工艺（3）在栅极加电压，内部的电势就会被增强或减 弱，从而使沟道的深度和流通的电流得到控制。 作为控制端的栅极对MESFET的性能起着重要的 作用。由于控制主要作用于栅极下面的区域，所以， 栅长即栅极金属层从源极到漏极方向上的尺寸， 是MESFET技术的重要参数。常规情况下，栅长越短，器件速度越快。栅长 为0.2m的MES
15、FET的截止频率约为50GHz。迄今 为止，栅长已减小到100nm的尺度。Date24集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除MESFET工艺的效果与HEMT工艺相比，相对简单和成熟的 MESFET工艺使得 光通信中高速低功率 VLSI 的实现成为可能。Date25集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除高电子迁移率晶体管（HEMT）在N型掺
16、杂的GaAs 层中，电子漂移速度主要受 限于电子与施主的碰撞。要减小碰撞机会应减 小掺杂浓度（最好没有掺杂），但同时希望在 晶体结构中存在大量可高速迁移的电子，这就 是高电子迁移率晶体管（HEMT）的原创思路 。由于在晶体结构中存在大量可高速迁移电子 ， HEMT早期也被称为二维电子气场效应管（ TEGFET）。Date26集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除HEMT工艺HEMT也属于FET的一种，它有与 MESFET相似的结构。HEMT与MESFET之间的主要区别在 于有源层。Date27集成电路设计基础北京地铁矿山法区间隧道结构设计方法研究-石家庄铁道大学常用血管活性药物药物在危重病儿童应用的护理进展春光集团企业宣传片创意方案大豆玉米田杂草难治杂草防除简单的HEM
