集成电路设计与制造流程框架

     集成电路作为信息产业的基础和核心，是国民经济与社会发展的战略性产业，在推动经济发展、社会进步、提高人民生活水平以及保障国家安全等方面发挥着重要作用，已成为当前国际竞争的焦点和衡量一个国家或地区现代化程度以及综合国力的重要标志。

        集成电路生产过程可以划分为设计、制造和封装测试三个阶段（如图1.6所示），一条完整的集成电路产业链也按此划分为三个相应的分支产业。集成电路设计一般是按照用户的系统要求进行的，是一个系统、逻辑、电路和版图设计加上仿真验证的过程，而光刻掩膜版图就是设计与制造的接口。

        集成电路芯片的制造是一个非常精密的过程。在此期间，晶片一层接一层地接受数百步的工艺处理，并且伴随着不断的工艺检测（如图1.7所示）。芯片的每一层由数千或数万的微小结构组成。生产工艺完成后，成千甚至上亿的晶体管得以形成互连，每片晶片上会形成数百个完全相同的芯片模。经严格测试后，切割下来构成芯片。封装完成后，再经最终检测，即可安装至最终产品。

    图1.6　集成电路设计与制造流程框架

    图1.7　集成电路芯片的制造过程

        集成电路工艺技术基础主要讲述集成电路芯片的制造过程，即除了芯片设计和测试封装之外的所有工艺步骤。如果以一个简单的CMOS场效应管为例，其制备工艺流程如图1.8所示。这里涉及集成电路制造的主要单项工艺：薄膜制备（热氧化、物理汽相淀积、化学汽相淀积）、掺杂（扩散、离子注入）、图形转移（光刻、刻蚀）和金属互连，再加上单晶和衬底制备、工艺集成以及对集成电路加工环境的介绍，即构成课程学习的全部内容（如图1.9所示）。

    图1.8　CMOS场效应管制备工艺流程