1、CMOS集成電路制造工藝和版圖設(shè)計(jì)以及半導(dǎo)體集成電路制造工藝水平是決定集成電路性能的最重要因素。合理整合系統(tǒng)是必要的：1 .設(shè)計(jì)者應(yīng)該很好地理解過(guò)程的有效自由度和易于集成的器件的特性；2.布局設(shè)計(jì)的質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)性能的關(guān)鍵。目前，還沒(méi)有可靠的自動(dòng)版圖生成工具，因此依賴(lài)于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)，這就對(duì)模擬集成電路設(shè)計(jì)人員提出了更高的要求。互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路的物理結(jié)構(gòu)，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝層的布線電阻和寄生電容，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本知識(shí)布局和半導(dǎo)體物理，7.1集成電路工藝層，NMOS晶體管透視圖，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝截面圖，硅晶片：內(nèi)部的分層結(jié)構(gòu)。兩個(gè)不同的材料層，堆疊金屬

2、1層：和堆疊金屬2層：側(cè)視圖顯示絕緣層在堆疊順序中將兩個(gè)金屬層分開(kāi)。每一層的圖形都是從頂視圖中顯示的。二氧化硅是透明玻璃，7.2互連電阻和電容，互連電阻和電容增加傳播延遲?；ミB電阻將消耗功率，互連電容將耦合額外的噪聲，這將影響電路的可靠性。假設(shè)不同金屬材料的電阻率、連接線(襯底和連接線之間)的寄生電容和二氧化硅(絕緣層)介電常數(shù)(F/cm)滿(mǎn)足平行板電容條件，w/l1、線高h(yuǎn)、l、多層電容模型、線間電容及其影響、線間電容(單位：aF/m)、現(xiàn)代技術(shù)中的互連線、互連線時(shí)間常數(shù)。單位：秒)，7.3場(chǎng)效應(yīng)晶體管半導(dǎo)體、nFET電路符號(hào)和相應(yīng)工藝層的基本知識(shí)，每個(gè)工藝層的長(zhǎng)寬比定義為()，這是設(shè)計(jì)者考

3、慮的最重要的參數(shù)！每層分別顯示，場(chǎng)效應(yīng)晶體管視圖，摻雜總結(jié)：增加載流子，提高電導(dǎo)率，形成氮型和磷型半導(dǎo)體，摻雜磷磷、砷砷、銻銻釩族元素雜質(zhì)，增加電子濃度，形成氮型材料；提供自由電子的雜質(zhì)稱(chēng)為施主摻雜劑；在具有摻雜濃度的n型材料中，每個(gè)施主提供一個(gè)自由電子；電子是多重態(tài)，電子的濃度是n?？昭ㄊ巧贁?shù)載流子，空穴濃度是pn(下標(biāo)表示半導(dǎo)體類(lèi)型)。摻入釹、鎵、硼、鎵、銦和鋁鋁元素以增加空穴并形成磷型材料。雜質(zhì)形成空穴，稱(chēng)為受體摻雜劑；在摻雜濃度的p型材料中，每個(gè)受體形成一個(gè)自由空穴，稱(chēng)為多體，濃度為PP；電子是少數(shù)載流子，具有np濃度和PPNA，在MOSFET中，N和P代表重?fù)诫s，nFET和pFET，

4、形成反型層N-溝道(NMOS): VgSVTN(閾值電壓)，線性工作區(qū)(三極管區(qū)，電阻區(qū)):VGS-VTnVDS0，飽和區(qū)，電流-電壓關(guān)系，7.3: FOX場(chǎng)氧區(qū)，用于相鄰FET的絕緣，體硅工藝：FET制作在襯底上，源極和漏極：N，P(有源區(qū)：FOX除外)，絕緣層用于之間在隔離氧化層上形成接觸孔和通孔?；ミB線的布局示例，連接過(guò)孔和柵極需要柵極接觸孔接觸和連接有源區(qū)接觸，3.5.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管陣列設(shè)計(jì)，串行場(chǎng)效應(yīng)晶體管布局設(shè)計(jì)，器件可以共享圖形區(qū)域以節(jié)省布局面積或降低復(fù)雜性，串行場(chǎng)效應(yīng)晶體管布局設(shè)計(jì)，基本柵極設(shè)計(jì)，N阱也需要連接到VDD，襯底連接到GND，非柵極(反相器inv)的布局，緩沖器BU

5、F: Out=In，(共享電源和接地)，金屬可以在沒(méi)有電連接的情況下穿過(guò)多晶硅柵極，inv原理圖(節(jié)奏)， 結(jié)論：n個(gè)平行fet相當(dāng)于增加w(寬度)n倍，你能看出邏輯關(guān)系嗎？回答：這是什么？(照片)，互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝制造工藝，主要單工藝氮阱互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體制造工藝設(shè)計(jì)規(guī)則，1。主要的單一工藝、N阱CMOS、單晶硅生長(zhǎng)圖、單晶硅生長(zhǎng)爐、準(zhǔn)備工作：外延層沉積(P襯底)(化學(xué)氣相沉積：一種生長(zhǎng)技術(shù)，使用一種或幾種物質(zhì)以某種方式活化，然后在襯底表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，沉積所需的固體薄膜)1。二氧化硅的生長(zhǎng)和沉積。二氧化硅2:是一種極好的電絕緣體，能很好地附著在其它材料上，能在硅片上生長(zhǎng)或沉積，并

6、能被化學(xué)清洗掉。二氧化硅被稱(chēng)為應(yīng)時(shí)玻璃，其電阻率約為1012。厘米。有兩種類(lèi)型：(1)熱氧化層生長(zhǎng)：O2或H2O(氣體)。(2)化學(xué)氣相沉積化學(xué)氣相沉積：適用于晶片表面覆蓋氧化層的情況，二氧化硅(氣體)二氧化硅(氣體)二氧化硅(固體)二氧化硅(氣體)，二氧化硅的圖案化，多晶硅沉積，多晶硅沉積：柵極層，柵極在二氧化硅上沉積硅原子形成多晶(局部小面積硅原子規(guī)則排列)；聚的優(yōu)點(diǎn)：它可以摻雜，以提高導(dǎo)電性；與二氧化硅結(jié)合良好；它可以涂上高熔點(diǎn)金屬，如鈦鈦和鉑鉑，以降低薄層電阻，3。摻雜硅層：氮、磷離子注入，摻雜原子在腔室中被電離并加速到非常高的速度，然后注入到襯底中；投影范圍Rp:注入離子的平均深度，

7、0.1-1 m；退火方法用于使摻雜劑處于晶格位置。金屬化：鋁沉積，鋁：良好的附著力。在真空室中加熱和蒸發(fā)以形成鋁蒸發(fā)流體來(lái)覆蓋晶片。電阻率為2.65Wcm、厚度為0.1um的鋁導(dǎo)體的薄層電阻為0.265 W。缺點(diǎn)：在高電流密度下存在電遷移問(wèn)題(空穴和小丘)，原子從導(dǎo)體的一端移出，在另一端積累；電阻率相對(duì)較大。5。氮化硅SiN4被沉積用于表面覆蓋，這可以阻擋大多數(shù)材料原子并防止污染。高介電常數(shù)：7 0絕緣，可用于電氣隔離相鄰的場(chǎng)效應(yīng)晶體管。像二氧化硅一樣，它可以被化學(xué)清洗掉。6?；瘜W(xué)機(jī)械拋光。蝕刻：首先將掩模圖形轉(zhuǎn)移到涂有光刻膠的硅片上。玻璃上覆蓋著鉻圖案。光刻，然后離子注入以形成n、p或n阱，

8、自對(duì)準(zhǔn)，2。n阱的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體制造工藝。形成nFET和功率因數(shù)校正的初始過(guò)程，選擇用于離子注入的掩模，3。金屬層沉積：連接，簡(jiǎn)化的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體制造工藝，定義有源區(qū)蝕刻和填充溝槽注入阱區(qū)沉積和圖案化多晶硅層注入源極和漏極區(qū)以及襯底接觸產(chǎn)生接觸和通孔窗口沉積和圖案化金屬層，v .設(shè)計(jì)規(guī)則，設(shè)計(jì)者和工藝工程師之間的接口單元尺寸：最小線寬可擴(kuò)展設(shè)計(jì)規(guī)則3360參數(shù)(注意：可擴(kuò)展設(shè)計(jì)規(guī)則主要應(yīng)用于1um在互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝中)， 設(shè)計(jì)規(guī)則是關(guān)于布局設(shè)計(jì)中的層內(nèi)和層間圖形的最小寬度、最小間距和最小尺寸的一組規(guī)則，關(guān)于每個(gè)尺寸的一組規(guī)則，涉及每個(gè)鑄造工藝線、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝層(

9、顏色定制)、封裝技術(shù)、電氣要求：低寄生(電容、電阻和電感)機(jī)械：可靠和魯棒(管芯和芯片載體的熱特性之間的良好匹配， 從管芯到封裝以及從封裝到板的強(qiáng)連接)熱：高效散熱，封裝的概念，所謂的封裝形式是指用于安裝半導(dǎo)體集成電路芯片的外殼。 它不僅起到安裝、固定、密封、保護(hù)芯片和增強(qiáng)電熱性能的作用，還通過(guò)芯片上的觸點(diǎn)連接到封裝外殼的引腳，這些引腳通過(guò)印刷電路板上的導(dǎo)線與其他器件相連。衡量芯片封裝技術(shù)是否先進(jìn)的一個(gè)重要指標(biāo)是芯片面積與封裝面積的比值，該比值越接近1越好。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)新一代的中央處理器出現(xiàn)時(shí)，它伴隨著一種新的包裝形式。中央處理器的封裝發(fā)展歷史：1 .雙。直插式封裝)雙列直插式封裝(適用于印刷電路板，引腳少，面積比大)2。塑料四方扁平封裝塑料四方扁平封裝和塑料扁平封裝(密度大，面積比小，適用于高頻電路)3。引腳柵格陣列封裝引腳柵格陣列封裝(方便插拔，適用于高頻電路)4。球柵陣列封裝球柵陣列封裝(引腳多但間距大，適用于高頻電路)5。芯片尺寸封裝芯片級(jí)封裝(引腳多、面積小、頻率高)6。6.多