《半导体集成电路》.pptVIP

课程参考书目及要求 a)器件原理部分： 书目：《半导体物理》 《晶体管原理》 要求：熟悉晶体管单结特性及相关公式；熟悉晶体管双结特性及部分相关公式；熟悉晶体管瞬态（频率）特性。 b)工艺原理部分： 书目： 《半导体器件工艺原理》； 《超大规模集成电路技术基础》 《 集成电路制造技术》 要求：熟悉pn结形成的工艺原理及平面结工艺结构；熟悉pn结形成时的工艺影响因素；熟悉常规集成电路工艺剖面结构以及各电性区的作用，集成电路制造带来的各种寄生。 半导体集成电路 我的联系方式： Email: gaojing@tju.edu.cn 综合实验楼808 集成电路（integrated circuit ,IC） 什么是集成电路？ 集成电路是相对于分立器件电路而言的，集成电路采用半导体制作工艺，将某一电路所需的若干元器件（晶体管；二极管；电阻和电容）均制作于一个（或几个）基片上，通过布线连接构成的完整电路。 集成电路的特点 vs 分立元件电路 1. 单个分立元器件的精度不高，受温度影响也较大，但在同一硅片上用相同工艺制造出来的元器件性能比较一致，对称性好，相邻元器件的温度差别小，因而同一类元器件温度特性也基本一致 2.就单个元器件而言，性能参数的绝对误差可能比较大，而同类元器件性能参数之比值比较精确； 3.集成电阻及电容的数值范围窄，数值较大的电阻、电容占用硅片面积大。集成电阻一般在几十Ω～几十 kΩ范围内，电容一般为几十pF。电感很难集成 认识晶圆和集成电路 裸片 键合（连接到封装的引线） 封装，成品 应用 摩尔定律(Moore’s Law) Moores law : the number of components per IC doubles every 18 months. Moores law hold to this day. Intel的CPU验证摩尔定律 The first microprocess (1971 Intel 4004) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????? ???????????????????????????????????????????????????????????????????????? Intel 486处理器芯片内集成了125万个晶体管 Pentium 4 (Intel 2000) 集成了4200万个晶体管，主频为1.3GHz～2GHz transistors，0.18μm工艺 代号为Dunnington的六核处理器 （2008年） Intel官方展示的32nm GPU+CPU?Clarkdale （2009年） Intel推出的这款32nm工艺双核心处理器，拥有4M缓存，支持Hyper-Threading，内置有双通道DDR3内存控制器以及集成显示核心。Clarkdale基于的是代号为Westmere的微处理器架构。 ??? 未来：超越还是拯救摩尔定律？ Intel的22nm和意法半导体、台积电的28nm工艺在2011量产，而三星、台联电（UMC）和Global Foundries的28nm在2012年实现量产。 摩尔定律一直是指挥半导体发展，半导体的发展始终徘徊在这条定律左右。不过，摩尔定律始终是个有着物理极限的构想，而随着技术不断前行，这个极限已经在触手可及的不远处。 半导体制造未来的技术发展沿两大主线展开 第一条主线是“超越摩尔”（More than Moore），在一个系统封装内整合不同类型的技术，包括3D技术。这条主线还包括克服技术挑战，例如，在系统封装内的裸片之间的连接、测试和热管理。未来的制程研发还包括我们称之为“增值衍生技术”，例如，模拟器件、影像芯片、嵌入式非易失性存储器、智能功率、量子技术以及MEMS技术。 第二条主线是“跟随摩尔定律”，我们称之为“更摩尔”（More Moore）。在晶片上集成更小的晶体管，降低临界尺寸。在实现 28nm后，随后就是20 nm和14 nm。 作为摩尔定律坚定的支持者和半导体制造工艺的领导者，Intel一直在坚持用技术研发为摩尔定律延长寿命。 Intel在2011宣布在22nm工艺中采用全新的FINFET 3D制造工艺，半导体制造要正式迈入3D时代，FINFET比起之前类3D的TSV技术以及现有的平面结构技术，在漏电控制和制程变差方面性能更加优异，而且其晶体管密度也相对更高，能够将摩尔定律的寿命延长至少1-2代制程。 尽管Intel已经宣称采用FINFET技术制造22nm芯片，但是实际效果如何还是个未知数，而