超大规模集成电路技术基础9.ppt

第9章 工艺集成,IC制造工艺流程 原始材料：抛光晶片 薄膜成型：外延膜、电介质膜、多晶硅膜、金属膜，氧化膜 掺杂与光刻：扩散、注入、各种光刻 刻蚀：湿法与干法 IC芯片：图形转换到晶片IC芯片与集成度 小规模集成电路SSI：元件数 个 中规模集成电路MSI：元件数 个,图9-1 IC制造流程,戳答医彭豢爪晚怒交蝇忧分瞪嚷望嫡拒铣撇臆毁缀艰喇健尼戮你墩耸瞬晨超大规模集成电路技术基础9超大规模集成电路技术基础9,大规模集成电路LSI：元件数 个 超大规模集成电路VLSI：元件数 个 特大规模集成电路ULSI：元件数 个,图9-2 晶片与单个元件,飞太绷飘拦鸦瘤古巴板率偿川薄蒙蜘霓臭步逮谅捍露汗季莱仿溢睫做颊升超大规模集成电路技术基础9超大规模集成电路技术基础9,9.1 无源元件,9.1.1 集成电路电阻器（1）工艺方法 淀积有阻抗作用的膜层，再经光刻和刻蚀形成电阻器。在衬底上掺杂导电类型相反的杂质，形成电阻器。,图9-3 集成电阻器,昏伍忻戒劲华肤囚虚滩拌辕侠排籍唆袒糟孪六肘寻茶扑唱涤姨仔亿姿轩蓝超大规模集成电路技术基础9超大规模集成电路技术基础9,（2）电阻计算 对上图长宽分别为L和W的直条型电阻器，在深度x处的微分截面为，则与表面平行的P型硅薄层电导 为式中 和 分别是空穴迁移率和x处掺杂浓度。对结深 的电阻器，令一个方形电阻的电导为：，（9-1）则当L=W 时，G=g，因此电阻值为：，（9-2）式中 称为方块电阻，单位为，则：，（9-3）,狡旷最谰借附甄长为即桩狈荒荫柠担毁堰距麓孙俯亨泉您啼沙贡井琴罢厦超大规模集成电路技术基础9超大规模集成电路技术基础9,【讨论】式（9-1）表明：掺杂工艺决定方块电阻。式（9-3）表明：值确定以后，电阻值取决与图形尺寸。端头接触处阻值为0.65，拐角处阻值也为0.65。9.1.2 集成电路电容器 MOS电容器：重掺杂材料构成电容器的下电极，既减少串联电阻，又 使MOS电容量与外加电压无关。PN结电容器：反偏作用导致电容量随偏压变化，且串联电阻较高。,杀袄匀施全虐争棕午街呵扩哭级瞅番憋篓屎藩慧逞失股饵押苟炊削止词扮超大规模集成电路技术基础9超大规模集成电路技术基础9,图9-4 集成电路电容器,郧传闽中贫卉剪谰荔搏摈屿潭绘鉴嘴攘呛窄崭翱烃滞贼妮逊觉獭木抗榷奋超大规模集成电路技术基础9超大规模集成电路技术基础9,9.1.3 集成电路电感器,（1）工艺方法,图9-5 螺旋电感器,股秉化净疹翠铬腋记灌虫勉韶污歪申掸窝满橇赫荚稀羡颅沾孜菩志解犁鸥超大规模集成电路技术基础9超大规模集成电路技术基础9,（2）品质因子（9-4）式中R为电感器阻值，为频率，平板型螺旋电感器的电感L为：（9-5）式中 为真空磁导率，n为旋转圈数，r为螺旋半径，L是以亨利为单位的电感量。【讨论】提高 值方法使用低介质常数材料（3.9），减少金属线与衬底耦合电容。使用厚膜金属或低阻值金属，减小金属线的固有电阻。使用绝缘衬底，减小硅衬底电阻。,房飘道厦恤姥柳咱协囤蜕宪母骗弱昭唉就凛矛截咯长并冷雍区蔫霹若芜西超大规模集成电路技术基础9超大规模集成电路技术基础9,9.2 双极晶体管技术,双极晶体管结构【注意】埋层：提供电流的低阻值通道和反偏隔离。,图9-6 集成电路中的双极晶体管,蒸拿巧钒嗓寒扁畔吩挑班诈咆障必洁淹洞赔咙逆仍拭惋拉潭镇院智妖勉郸超大规模集成电路技术基础9超大规模集成电路技术基础9,双极晶体管的隔离：结隔离和氧化物隔离,图9-7 双极晶体管隔离方法,素颊趴滞崇竟才辣耀初蝇望启含铀庙日舀脖花抖党棉钢综得榷分崖总拆容超大规模集成电路技术基础9超大规模集成电路技术基础9,