半导体集成电路概述.ppt

半导体集成电路 IC常用术语 园片 硅片芯片 Chip Die 6 8 硅 园 片直径 1 25 4mm6 150mm 8 200mm 12 300mm 亚微米 1 m的设计规范深亚微米 0 5 m的设计规范0 5 m 0 35 m 设计规范 最小特征尺寸 布线层数 金属 掺杂多晶硅 连线的层数 集成度 每个芯片上集成的晶体管数 IC工艺常用术语 净化级别 Class1 Class10 Class10 000每立方米空气中含灰尘的个数去离子水氧化扩散注入光刻 最小线宽变化 生产工厂简介 PSI FabTwowascompletedJanuary2 1996andisa StateoftheArt facility This2 200squarefootfacilitywasconstructedusingallthelatestmaterialsandtechnologies Inthissetofcleanroomswechangetheair390timesperhour ifyoudothemathwithULPAfiltrationthisisaClassOnefacility WehavehadittestedanditdoesmeetClassOneparameters withoutanypeopleworkinginit Sincewearenotmakingmicroprocessorshereandwedon twanttowear spacesuits werunitasaclass10fab EventhoughitconsistentlyrunswellbelowClassTen HereintheFabTwoPhotolithographyareaweseeoneofour200mm 35micronI LineSteppers thissteppercanimageandalignboth6 8inchwafers AnotherviewofoneoftheFabTwoPhotolithographyareas Hereweseeatechnicianloading300mmwafersintotheSemiTool Thewafersareina13waferTefloncassetteco designedbyProcessSpecialtiesandSemiToolin1995 Againthesearetheworld sfirst300mmwetprocesscassettes thatcanbespinrinsedried AswelookinthiswindowweseetheWorld sFirsttrue300mmproductionfurnace Ourdevelopmentanddesignofthistoolbeganin1992 itwasinstalledinDecemberof1995andbecamefullyoperationalinJanuaryof1996 Herewecanseetheloadingof300mmwafersontothePaddle ProcessSpecialtieshasdevelopedtheworld sfirstproduction300mmNitridesystem Webeganprocessing300mmLPCVDSiliconNitrideinMayof1997 2 500additionalsquarefeetof StateoftheArt ClassOneCleanroomiscurrentlyprocessingwafers Withincreased300mm 200mmprocessingcapabilitiesincludingmorePVDMetalization 300mmWetprocessing Cleaningcapabilitiesandfullwafer300mm 35umPhotolithography allinaClassOneenviroment CurrentlyourPS300AandPS300Bdiffusiontoolsarecapableofrunningboth200mm 300mmwafers Wecanevenprocessthetwosizesinthesamefurnaceloadwithoutsufferinganyuniformityproblems ThermalOxideOnly AccuracyinmetrologyisneveranissueatProcessSpecialties Weusethemostadvancedroboticlaserellipsometersandothercalibratedtoolsforprecisionthinfilm resistivity CDandstepheightmeasurement IncludingournewNanometrics8300fullwafer300mmthinfilmmeasurementandmappingtool WealsouseoutsidelaboratoriesandourexcellentworkingrelationshipswithourMetrologytoolcustomers foradditionalcorrelationandcalibration OneoftwoSEMLabslocatedinourfacility InthisoneweareusingafieldemissiontoolforeverythingfromlookingatphotoresistprofilesandmeasuringCD stodoublecheckingmetaldepositionthicknesses Atthehelm anotheroneofourprocessengineersyoumayhavespokenwithMarkHinkle HerewearelookingattheIncomingmaterialdispositionracks AboveyouarelookingatacoupleofviewsofthefacilitiesonthewestsideofFabOne Hereyoucanseeoneofour18 5Meg OhmDIwatersystemsandoneoffour10 000CFMairsystemsfeedingthisfab leftpicture aswellasoneofourwasteairscrubberunits rightpicture Bothareinsidethebuildingforeasiermaintenance longerlifeandbettercontrol 集成电路 IntegratedCircuit IC 半导体IC 膜IC 混合IC半导体IC 指用半导体工艺把电路中的有源器件 无源元件及互联布线等以相互不可分离的状态制作在半导体上 最后封装在一个管壳内 构成一个完整的 具有特定功能的电路 半导体IC 双极IC MOSIC BiCMOS PMOSIC CMOSIC NMOSIC 摩尔定律 集成电路工业发展的一个重要规律即所谓摩尔定律 Intel公司的创始人之一戈登 摩尔先生在1965年4月19日发表于 电子学杂志 上的文章中提出 集成电路的能力将每年翻一番 1975年 他对此提法做了修正 称集成电路的能力将每两年翻一番 摩尔定律现在的表达 在价格不变的情况下 集成电路芯片上的晶体管数量每18个月翻一番 即每3年乘以4 集成电路工业发展的另一些规律建立一个芯片厂的造价也是每3年乘以4 线条宽度每6年下降一半 芯片上每个器件的价格每年下30 40 晶片直径的变化 60年 0 5英寸65年 1英寸70年 2英寸75年 3英寸80年 4英寸90年 6英寸95年 8英寸 200mm 2000年 12英寸 300mm 2007年十大半导体厂商排行 2007年全球半导体营收额为2703亿美元 同比增长2 9 英特尔营收仍然高居榜首 市场份额从去年的11 6 增至12 2 三星排名第二 市场份额为7 7 东芝第三 市场份额为4 6 德州仪器第四 市场份额为4 2 以下为Gartner评出的2007年10大半导体厂商 1 英特尔 06年第1 2 三星 06年第2 3 东芝 06年第6 4 德州仪器 06年第3 5 意法半导体 06年第5 6 英飞凌 06年第4 7 Hynix半导体 06年第7 8 Renesas科技 06年第8 9 NXP半导体 06年未进前10 10 NEC电子 06年未进前10 TransistorCounts 1 000 000 100 000 10 000 1 000 10 100 1 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 8086 80286 i386 i486 Pentium Pentium Pro K 1BillionTransistors Source Intel Projected Pentium II Pentium III Courtesy Intel Moore slawinMicroprocessors 4004 8008 8080 8085 8086 286 386 486 Pentium proc P6 0 001 0 01 0 1 1 10 100 1000 1970 1980 1990 2000 2010 Year Transistors MT 2Xgrowthin1 96years TransistorsonLeadMicroprocessorsdoubleevery2years Courtesy Intel DieSizeGrowth 4004 8008 8080 8085 8086 286 386 486 Pentium proc P6 1 10 100 1970 1980 1990 2000 2010 Year Diesize mm 7 growthperyear 2Xgrowthin10years Diesizegrowsby14 tosatisfyMoore sLaw Courtesy Intel Frequency P6 Pentium proc 486 386 286 8086 8085 8080 8008 4004 0 1 1 10 100 1000 10000 1970 1980 1990 2000 2010 Year Frequency Mhz LeadMicroprocessorsfrequencydoublesevery2years Doublesevery2years Courtesy Intel PowerDissipation P6 Pentium proc 486 386 286 8086 8085 8080 8008 4004 0 1 1 10 100 1971 1974 1978 1985 1992 2000 Year Power Watts LeadMicroprocessorspowercontinuestoincrease Courtesy Intel 2006年度中国集成电路设计前十大企业 炬力集成电路设计有限公司中国华大集成电路设计集团有限公司 包含北京中电华大电子设计公司等 北京中星微电子有限公司大唐微电子技术有限公司深圳海思半导体有限公司无锡华润矽科微电子有限公司杭州士兰微电子股份有限公司上海华虹集成电路有限公司北京清华同方微电子有限公司展讯通信 上海 有限公司 2006年度中国集成电路与分立器件制造前十大企业 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