集成電路制造與工藝范文
時間:2023-11-07 17:52:12
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篇1
關(guān)鍵詞:集成電路工藝原理;教學(xué)內(nèi)容;教學(xué)方法
作者簡介:湯乃云(1976-),女,江蘇鹽城人,上海電力學(xué)院電子科學(xué)與技術(shù)系,副教授。(上海?200090)
基金項目:本文系上海自然科學(xué)基金(B10ZR1412400)、上海市科技創(chuàng)新行動計劃地方院校能力建設(shè)項目(10110502200)資助的研究成果。
中圖分類號:G642.0?????文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A?????文章編號:1007-0079(2012)29-0046-01
微電子產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展急需大量的高質(zhì)量集成電路人才。優(yōu)秀的集成電路設(shè)計工程師需要具備一定工藝基礎(chǔ),集成電路工藝設(shè)計和操作人員更需要熟悉工藝原理及技術(shù),以便獲得性能優(yōu)越、良率高的集成電路芯片。因此“集成電路工藝原理”是微電子專業(yè)、電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)和其他相關(guān)專業(yè)一門重要的專業(yè)課程,其主要內(nèi)容是介紹VLSI制造的主要工藝方法與原理,培養(yǎng)學(xué)生掌握半導(dǎo)體關(guān)鍵工藝方法及其原理,熟悉集成電路芯片制作的工藝流程,并具有一定工藝設(shè)計及分析、解決工藝問題的能力。課程的實踐性、技術(shù)性很強,需要大量的實踐課程作為補充。但是超大規(guī)模集成電路的制造設(shè)備價格昂貴,環(huán)境條件要求苛刻,運轉(zhuǎn)與維護(hù)費用很大,國內(nèi)僅有幾所大學(xué)擁有供科研、教學(xué)用的集成電路工藝線或工藝試驗線,很多高校開設(shè)的實驗課程僅為最基本的半導(dǎo)體平面工藝實驗,僅可以實現(xiàn)氧化、擴散、光刻和淀積等單步工藝,而部分學(xué)校僅能開設(shè)工藝原理理論課程。所以,如何在理論教學(xué)的模式下,理論聯(lián)系實踐、提高教學(xué)質(zhì)量,通過課程建設(shè)和教學(xué)改革,改善集成電路工藝原理課程的教學(xué)效果是必要的。如何利用多種可能的方法開展工藝實驗的教學(xué)、加強對本專業(yè)學(xué)生科學(xué)實驗?zāi)芰蛯嶋H工作能力以及專業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)、提高微電子工藝課程的教學(xué)質(zhì)量,是教師所面臨的緊迫問題。
一、循序漸進(jìn),有增有減,科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容
1.選擇優(yōu)秀教材
集成電路的復(fù)雜性一直以指數(shù)增長的速度不斷增加,同時國內(nèi)的集成電路工藝技術(shù)與發(fā)達(dá)國家和地區(qū)差距較大,故首先考慮選用引進(jìn)的優(yōu)秀國外教材。本課程首選教材是國外電子與通信教材系列中美國James D.Plummer著的《硅超大規(guī)模集成電路工藝技術(shù)—理論、實踐與模型》中文翻譯本。這本教材的內(nèi)容豐富、全面介紹了集成電路制造過程中的各工藝步驟;同時技術(shù)先進(jìn),該書包含了集成電路工藝中一些前沿技術(shù),如用于亞0.125μm工藝的最新技術(shù)、淺槽隔離以及雙大馬士革等工藝。另外,該書與其他硅集成電路工藝技術(shù)的教科書相比,具有顯著的兩個優(yōu)點:其一是在書中第一章就介紹了一個完整的工藝過程。在教學(xué)過程中,一開始就對整個芯片的全部制造過程進(jìn)行全面的介紹,有且與學(xué)生正確建立有關(guān)后續(xù)章節(jié)中將要討論的各個不同的特定工藝步驟之間的相互聯(lián)系;其二是貫穿全書的從實際工藝中提取的“活性”成分及工藝設(shè)計模擬實例。這些模擬實例有助于清楚地顯示如氧化層的生長過程、摻雜劑的濃度分布情況或薄膜淀積的厚度等工藝參數(shù)隨著時間推進(jìn)的發(fā)展變化,有助于學(xué)生真正認(rèn)識和理解各種不同工藝步驟之間極其復(fù)雜的相互作用和影響。同時通過對這些模擬工具的學(xué)習(xí)和使用,有助于理論聯(lián)系實際,提高實踐教學(xué)效果。因而本教材是一本全面、先進(jìn)和可讀性強的專業(yè)書籍。
2.科學(xué)安排教學(xué)內(nèi)容
如前所述,本課程的目的是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體芯片制造的工藝和基本原理,并具有一定的工藝設(shè)計和分析能力。本課程僅32學(xué)時,而教材分11章,共602頁,所以課堂授課內(nèi)容需要精心選擇。一方面,選擇性地使用教材內(nèi)容。對非關(guān)鍵工藝,如第1章的半導(dǎo)體器件,如PN二極管、雙極型晶體管等知識已經(jīng)在前續(xù)基礎(chǔ)課程“半導(dǎo)體物理2”和“半導(dǎo)體器件3”中詳細(xì)介紹,所以在課堂上不進(jìn)行講授。另一方面,合理安排教材內(nèi)容的講授次序。教材在講授晶片清洗后即進(jìn)入光刻內(nèi)容,考慮工藝流程的順序進(jìn)行教學(xué)更有利于學(xué)生理解,沒有按照教條的章節(jié)順序,教學(xué)內(nèi)容改變?yōu)榘凑涨逑?、氧化、擴散、離子注入、光刻、薄膜淀積、刻蝕、后端工藝、工藝集成等順序進(jìn)行。
另一方面,關(guān)注集成電路工藝的最新進(jìn)展,及時將目前先進(jìn)、主流的工藝技術(shù)融入課程教學(xué)中,如在課堂教學(xué)中介紹INTEL公司即將投產(chǎn)的采用了22nm工藝的代號為“Ivy Bridge”的處理器等。同時,積極邀請企業(yè)工程師或?qū)<议_展專題報告,將課程教學(xué)和行業(yè)工藝技術(shù)緊密結(jié)合,提高學(xué)生的積極性及主動性,提高教學(xué)效果。
3.引導(dǎo)自主學(xué)習(xí)
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)正飛速發(fā)展,需要隨時跟蹤集成電路制造工藝的發(fā)展動態(tài)、技術(shù)前沿以及遇到的挑戰(zhàn),給學(xué)生布置若干集成電路工藝發(fā)展前沿與技術(shù)動態(tài)相關(guān)的專題,讓學(xué)生自行查閱、整理資料,每一專題選派同學(xué)在課堂上給大家講解。例如,在第一章講解集成電路工藝發(fā)展歷史時,要求同學(xué)前往國際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)規(guī)劃網(wǎng)站,閱讀最新年份的國際半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展路線圖,完成如最小特征指標(biāo)、工作電壓等相關(guān)技術(shù)指數(shù)的整理并作圖說明發(fā)展趨勢等。這樣一方面激發(fā)了學(xué)生的求知欲,另一方面培養(yǎng)學(xué)生自我學(xué)習(xí)提高專業(yè)知識的能力。
二、豐富教學(xué)手段,進(jìn)行多樣化、形象化教學(xué)
篇2
2013年3月15日上午,中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟在北京成立。該聯(lián)盟由中關(guān)村集成電路材料、設(shè)備、制造、設(shè)計、封裝、測試、公共服務(wù)平臺、軟件和系統(tǒng)集成等產(chǎn)業(yè)鏈上下游30多家企業(yè)共同發(fā)起,是北京市首個覆蓋集成電路全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟。該聯(lián)盟的成立標(biāo)志著中關(guān)村將打造產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)良性互動的集成電路創(chuàng)新生態(tài)圈。
中關(guān)村形成集成電路產(chǎn)業(yè)鏈
從2008年至今短短幾年時間,一些國產(chǎn)材料和大型裝備正在逐漸進(jìn)入集成電路生產(chǎn)線。從集成電路設(shè)備制造、工藝,到芯片設(shè)計、制造,中關(guān)村示范區(qū)已經(jīng)構(gòu)建起了一條產(chǎn)業(yè)鏈。
“在這里,既有北方微電子、七星華創(chuàng)等提供集成電路生產(chǎn)設(shè)備的企業(yè),也有北京君正、兆易創(chuàng)新等芯片設(shè)計企業(yè),還有中芯國際這樣大型集成電路制造企業(yè)。一條集成電路產(chǎn)業(yè)鏈就這樣初步形成了。”中關(guān)村有關(guān)負(fù)責(zé)人說。
目前,中關(guān)村已有集成電路設(shè)計企業(yè)近百家,是全國芯片設(shè)計力量最強的地區(qū)之一,超過1億元收入規(guī)模的企業(yè)超過20家,上市企業(yè)2家。中關(guān)村集成電路設(shè)計環(huán)節(jié)在新一代移動通信終端與網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字電視及智能電視、行業(yè)用智能卡及信息安全、高性能通用核心芯片、北斗導(dǎo)航芯片以及物聯(lián)網(wǎng)等新興領(lǐng)域具有雄厚的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。CPU、嵌入式CPU、存儲器芯片、TD-LTE終端基帶芯片、可編程邏輯器件、模擬及數(shù)?;旌想娐沸酒染幱趪鴥?nèi)領(lǐng)先,并填補了我國在這些領(lǐng)域的空白。
一批高等院校和科研單位長期從事微電子技術(shù)和半導(dǎo)體工藝研究,并一直處于全國領(lǐng)先地位。2011年中關(guān)村集成電路制造業(yè)的銷售額占國內(nèi)比例和年增長率均遠(yuǎn)超全國平均水平。中關(guān)村擁有集成電路生產(chǎn)線近10條,月產(chǎn)能超過10萬片,且中芯國際(北京)是目前國內(nèi)最具優(yōu)勢的芯片代工企業(yè),已實現(xiàn)65nm主流工藝的大規(guī)模量產(chǎn),且二期工程的順利開工建設(shè)將為中關(guān)村集成電路設(shè)計、封測、裝備、材料等相關(guān)企業(yè)提供更為便利的開發(fā)驗證平臺,帶動和支撐全產(chǎn)業(yè)鏈規(guī)?;l(fā)展。
中關(guān)村集成電路裝備、材料在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位,刻蝕機、氧化爐、離子注入機、光刻膠、靶材等多項科研成果打破了我國在該領(lǐng)域的空白,并進(jìn)入產(chǎn)線驗證。此外,中關(guān)村部分集成電路裝備和材料也已率先在全國投入規(guī)模應(yīng)用。
目前聯(lián)盟已匯聚了中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)有影響力的企業(yè):北京集成電路設(shè)計園是全國規(guī)模最大、功能齊全、服務(wù)配套的集成電路設(shè)計產(chǎn)業(yè)化基地和集成電路設(shè)計企業(yè)孵化基地之一;北京君正研發(fā)生產(chǎn)了國內(nèi)首款應(yīng)用于移動領(lǐng)域的非ARM架構(gòu)雙核移動CPU芯片,這也是國產(chǎn)CPU在移動領(lǐng)域的首款雙核CPU芯片;兆易創(chuàng)新在2011年全球SPI出貨市場占有率達(dá)到10.24%,全球排名第三,正逐步建立世界級存儲器設(shè)計公司的市場地位;京微雅格作為國內(nèi)首家自主研發(fā)生產(chǎn)FPGA的集成電路設(shè)計企業(yè),去年又再次推出全新架構(gòu)FPGA器件,實現(xiàn)了同類器件所不具備的集成度、高性能和低成本;北方微電子、七星華創(chuàng)、中科信等企業(yè)的集成電路高端裝備均打破國內(nèi)在該領(lǐng)域內(nèi)的空白,引領(lǐng)了國內(nèi)半導(dǎo)體裝備的研發(fā)進(jìn)程;有研半導(dǎo)體是國內(nèi)12英寸硅單晶拋光片及外延片的重點廠商,并承擔(dān)多個國家重大科技專項的研發(fā)。
集成電路生態(tài)圈初具雛形
中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟旨在搭建開放式合作平臺,促進(jìn)中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)集群跨越式發(fā)展。聯(lián)盟的成立,標(biāo)志著中關(guān)村集成電路產(chǎn)業(yè)已建立了產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的良性互動體系,一個活躍、具有持續(xù)競爭實力的創(chuàng)新生態(tài)圈初具雛形。
聯(lián)盟的總體目標(biāo)是充分發(fā)揮中芯國際等龍頭企業(yè)的平臺作用,開展廣泛合作,帶動上下游企業(yè)、高校院所協(xié)同創(chuàng)新,全力打造具有國際影響力的集成電路產(chǎn)業(yè)集群。
篇3
關(guān)鍵詞:電子科學(xué)與技術(shù);實驗教學(xué)體系;微電子人才
作者簡介:周遠(yuǎn)明(1984-),男,湖北仙桃人,湖北工業(yè)大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院,講師;梅菲(1980-),女,湖北武漢人,湖北工業(yè)大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院,副教授。(湖北 武漢 430068)
中圖分類號:G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)29-0089-02
電子科學(xué)與技術(shù)是一個理論和應(yīng)用性都很強的專業(yè),因此人才培養(yǎng)必須堅持“理論聯(lián)系實際”的原則。專業(yè)實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的重要教學(xué)環(huán)節(jié),對于學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)具有不可替代的作用,是高等學(xué)校培養(yǎng)人才這一系統(tǒng)工程中的一個重要環(huán)節(jié)。[1,2]
一、學(xué)科背景及問題分析
1.學(xué)科背景
21世紀(jì)被稱為信息時代,信息科學(xué)的基礎(chǔ)是微電子技術(shù),它屬于教育部本科專業(yè)目錄中的一級學(xué)科“電子科學(xué)與技術(shù)”。微電子技術(shù)一般是指以集成電路技術(shù)為代表,制造和使用微小型電子元器件和電路,實現(xiàn)電子系統(tǒng)功能的新型技術(shù)學(xué)科,主要涉及研究集成電路的設(shè)計、制造、封裝相關(guān)的技術(shù)與工藝。[3]由于實現(xiàn)信息化的網(wǎng)絡(luò)、計算機和各種電子設(shè)備的基礎(chǔ)是集成電路,因此微電子技術(shù)是電子信息技術(shù)的核心技術(shù)和戰(zhàn)略性技術(shù),是信息社會的基石。此外,從地方發(fā)展來看,武漢東湖高新區(qū)正在全力推進(jìn)國家光電子信息產(chǎn)業(yè)基地建設(shè),形成了以光通信、移動通信為主導(dǎo),激光、光電顯示、光伏及半導(dǎo)體照明、集成電路等競相發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局,電子信息產(chǎn)業(yè)在湖北省經(jīng)濟建設(shè)中的地位日益突出,而區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展對人才的素質(zhì)也提出了更高的要求。
湖北工業(yè)大學(xué)電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)成立于2007年,完全適應(yīng)國家、地區(qū)經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中對人才的需求,建設(shè)專業(yè)方向為微電子技術(shù),畢業(yè)生可以從事電子元器件、集成電路和光電子器件、系統(tǒng)(激光器、太能電池、發(fā)光二極管等)的設(shè)計、制造、封裝、測試以及相應(yīng)的新產(chǎn)品、新技術(shù)、新工藝的研究與開發(fā)等相關(guān)工作。電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)自成立以來,始終堅持以微電子產(chǎn)業(yè)的人才需求為牽引,遵循微電子科學(xué)的內(nèi)在客觀規(guī)律和發(fā)展脈絡(luò),堅持理論教學(xué)與實驗教學(xué)緊密結(jié)合,致力于培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面廣、實踐能力強、綜合素質(zhì)高的微電子專門人才,以滿足我國國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)對微電子人才的迫切需求。
2.存在的問題與影響分析
電子科學(xué)與技術(shù)是一個理論和應(yīng)用性都很強的專業(yè),因此培養(yǎng)創(chuàng)新型和實用型人才必須堅持“理論聯(lián)系實際”的原則。要想培養(yǎng)合格的應(yīng)用型人才,就必須建設(shè)配套的實驗教學(xué)平臺。然而目前人才培養(yǎng)有“產(chǎn)學(xué)研”脫節(jié)的趨勢,學(xué)生參與實踐活動不論是在時間上還是在空間上都較少。建立完善的專業(yè)實驗教學(xué)體系是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)可持續(xù)發(fā)展的客觀前提。
二、建設(shè)思路
電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)體系包括基礎(chǔ)課程實驗平臺和專業(yè)課程實驗平臺?;A(chǔ)課程實驗平臺主要包括大學(xué)物理實驗、電子實驗和計算機類實驗;專業(yè)課程實驗平臺即微電子實驗中心,是本文要重點介紹的部分。在實驗教學(xué)體系探索過程中重點考慮到以下幾個方面的問題:
第一,突出“厚基礎(chǔ)、寬口徑、重應(yīng)用、強創(chuàng)新”的微電子人才培養(yǎng)理念。微電子人才既要求具備扎實的理論基礎(chǔ)(包括基礎(chǔ)物理、固體物理、器件物理、集成電路設(shè)計、微電子工藝原理等),又要求具有較寬廣的系統(tǒng)知識(包括計算機、通信、信息處理等基礎(chǔ)知識),同時還要具備較強的實踐創(chuàng)新能力。因此微電子實驗教學(xué)環(huán)節(jié)強調(diào)基礎(chǔ)理論與實踐能力的緊密結(jié)合,同時兼顧本學(xué)科實踐能力與創(chuàng)新能力的協(xié)同訓(xùn)練,將培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和競爭力的高素質(zhì)人才作為實驗教學(xué)改革的目標(biāo)。
第二,構(gòu)建科學(xué)合理的微電子實驗教學(xué)體系,將“物理實驗”、“計算機類實驗”、“專業(yè)基礎(chǔ)實驗”、“微電子工藝”、“光電子器件”、“半導(dǎo)體器件課程設(shè)計”、“集成電路課程設(shè)計”、“微電子專業(yè)實驗”、“集成電路專業(yè)實驗”、“生產(chǎn)實習(xí)”和“畢業(yè)設(shè)計”等實驗實踐環(huán)節(jié)緊密結(jié)合,相互貫通,有機銜接,搭建以提高實踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力為主體的“基本實驗技能訓(xùn)練實踐應(yīng)用能力訓(xùn)練創(chuàng)新能力訓(xùn)練”實踐教學(xué)體系。
第三,兼顧半導(dǎo)體工藝與集成電路設(shè)計對人才的不同要求。半導(dǎo)體的產(chǎn)業(yè)鏈涉及到設(shè)計、材料、工藝、封裝、測試等不同領(lǐng)域,各個領(lǐng)域?qū)θ瞬诺囊蠹扔泄残?,也有個性。為了擴展大學(xué)生知識和技能的適應(yīng)范圍,實驗教學(xué)必須涵蓋微電子技術(shù)的主要方面,特別是目前人才需求最為迫切的集成電路設(shè)計和半導(dǎo)體工藝兩個領(lǐng)域。
第四,實驗教學(xué)與科學(xué)研究緊密結(jié)合,推動實驗教學(xué)的內(nèi)容和形式與國內(nèi)外科技同步發(fā)展。倡導(dǎo)教學(xué)與科研協(xié)調(diào)發(fā)展,教研相長,鼓勵教師將科研成果及時融化到教學(xué)內(nèi)容之中,以此提升實驗教學(xué)質(zhì)量。
三、建設(shè)內(nèi)容
微電子是現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的基石,是我國高新技術(shù)發(fā)展的重中之重,但我國微電子技術(shù)人才緊缺,尤其是集成電路相關(guān)人才嚴(yán)重不足,培養(yǎng)高質(zhì)量的微電子技術(shù)人才是我國現(xiàn)代化建設(shè)的迫切需要。微電子學(xué)科實踐性強,培養(yǎng)的人才需要具備相關(guān)的測試分析技能和半導(dǎo)體器件、集成電路的設(shè)計、制造等綜合性的實踐能力及創(chuàng)新意識。
電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)將利用經(jīng)費支持建設(shè)一個微電子實驗教學(xué)中心,具體包括四個教學(xué)實驗室:半導(dǎo)體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測試分析實驗室、微電子器件和集成電路性能參數(shù)測試與應(yīng)用實驗室、集成電路設(shè)計實驗室、科技創(chuàng)新實踐實驗室。使學(xué)生具備半導(dǎo)體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測試分析、微電子器件、光電器件參數(shù)測試與應(yīng)用、集成電路設(shè)計、LED封裝測試等方面的實踐動手和設(shè)計能力,鞏固和強化現(xiàn)代微電子技術(shù)和集成電路設(shè)計相關(guān)知識,提升學(xué)生在微電子技術(shù)領(lǐng)域的競爭力,培養(yǎng)學(xué)生具備半導(dǎo)體材料、器件、集成電路等基本物理與電學(xué)屬性的測試分析能力。同時,本實驗平臺主要服務(wù)的本科專業(yè)為“電子科學(xué)與技術(shù)”,同時可以承擔(dān)“通信工程”、“電子信息工程”、“計算機科學(xué)與技術(shù)”、“電子信息科學(xué)與技術(shù)”、“材料科學(xué)與工程”、“光信息科學(xué)與技術(shù)”等10余個本科專業(yè)的部分實踐教學(xué)任務(wù)。
(1)半導(dǎo)體材料特性與微電子技術(shù)工藝參數(shù)測試分析實驗室側(cè)重于半導(dǎo)體材料基本屬性的測試與分析方法,目的是加深學(xué)生對半導(dǎo)體基本理論的理解,掌握相關(guān)的測試方法與技能,包括半導(dǎo)體材料層錯位錯觀測、半導(dǎo)體材料電阻率的四探針法測量及其EXCEL數(shù)據(jù)處理、半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)測試、半導(dǎo)體少數(shù)載流子壽命測量、高頻MOS C-V特性測試、PN結(jié)顯示與結(jié)深測量、橢偏法測量薄膜厚度、PN結(jié)正向壓降溫度特性實驗等實驗項目。完成形式包括半導(dǎo)體專業(yè)實驗課、理論課程的實驗課時等。
(2)微電子器件和集成電路性能參數(shù)測試與應(yīng)用實驗室側(cè)重于半導(dǎo)體器件與集成電路基本特性、微電子工藝參數(shù)等的測試與分析方法,目的是加深學(xué)生對半導(dǎo)體基本理論、器件參數(shù)與性能、工藝等的理解,掌握相關(guān)的技能,包括器件解剖分析、用圖示儀測量晶體管的交(直)流參數(shù)、MOS場效應(yīng)管參數(shù)的測量、晶體管參數(shù)的測量、集成運算放大器參數(shù)的測試、晶體管特征頻率的測量、半導(dǎo)體器件實驗、光伏效應(yīng)實驗、光電導(dǎo)實驗、光電探測原理綜合實驗、光電倍增管綜合實驗、LD/LED光源特性實驗、半導(dǎo)體激光器實驗、電光調(diào)制實驗、聲光調(diào)制實驗等實驗項目。完成形式包括半導(dǎo)體專業(yè)實驗課、理論課程的實驗課時、課程設(shè)計、創(chuàng)新實踐、畢業(yè)設(shè)計等。
(3)集成電路設(shè)計實驗室側(cè)重于培養(yǎng)學(xué)生初步掌握集成電路設(shè)計的硬件描述語言、Cadence等典型的器件與電路及工藝設(shè)計軟件的使用方法、設(shè)計流程等,并通過半導(dǎo)體器件、模擬集成電路、數(shù)字集成電路的仿真、驗證和版圖設(shè)計等實踐過程具備集成電路設(shè)計的能力,目的是培養(yǎng)學(xué)生半導(dǎo)體器件、集成電路的設(shè)計能力。以美國Cadence公司專業(yè)集成電路設(shè)計軟件為載體,完成集成電路的電路設(shè)計、版圖設(shè)計、工藝設(shè)計等訓(xùn)練課程。完成形式包括理論課程的實驗課時、集成電路設(shè)計類課程和理論課程的上機實踐等。
(4)科技創(chuàng)新實踐實驗室則向?qū)W生提供發(fā)揮他們才智的空間,為他們提供驗證和實現(xiàn)自由命題或進(jìn)行科研的軟硬件條件,充分發(fā)揮他們的想象力,目的是培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識與能力,包括LED封裝、測試與設(shè)計應(yīng)用實訓(xùn)和光電技術(shù)創(chuàng)新實訓(xùn)。要求學(xué)生自己動手完成所設(shè)計器件或電路的研制并通過測試分析,制造出滿足指標(biāo)要求的器件或電路。目的是對學(xué)生進(jìn)行理論聯(lián)系實際的系統(tǒng)訓(xùn)練,加深對所需知識的接收與理解,初步掌握半導(dǎo)體器件與集成電路的設(shè)計方法和對工藝技術(shù)及流程的認(rèn)知與感知。完成形式包括理論課程的實驗課時、創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)、生產(chǎn)實踐、畢業(yè)設(shè)計、參與教師科研課題和國家級、省級和校級的各類科技競賽及課外科技學(xué)術(shù)活動等。
四、總結(jié)
本實驗室以我國微電子科學(xué)與技術(shù)的人才需求為指引,遵循微電子科學(xué)的發(fā)展規(guī)律,通過實驗教學(xué)來促進(jìn)理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和創(chuàng)新意識,系統(tǒng)了解與掌握半導(dǎo)體材料、器件、集成電路的測試分析和半導(dǎo)體器件、集成電路的設(shè)計、工藝技術(shù)等技能,最終實現(xiàn)培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、知識面寬、實踐能力強、綜合素質(zhì)高、適應(yīng)范圍廣的具有較強競爭力的微電子專門人才的目標(biāo),以滿足我國國民經(jīng)濟發(fā)展和國防建設(shè)對微電子人才的迫切需求。
參考文獻(xiàn):
[1]劉瑞,伍登學(xué).創(chuàng)建培養(yǎng)微電子人才教學(xué)實驗基地的探索與實踐[J].實驗室研究與探索,2004,(5):6-9.
篇4
集成電路設(shè)計公司在招聘版圖設(shè)計員工時,除了對員工的個人素質(zhì)和英語的應(yīng)用能力等要求之外,大部分是考查專業(yè)應(yīng)用的能力。一般都會對新員工做以下要求:熟悉半導(dǎo)體器件物理、CMOS或BiCMOS、BCD集成電路制造工藝;熟悉集成電路(數(shù)字、模擬)設(shè)計,了解電路原理,設(shè)計關(guān)鍵點;熟悉Foundry廠提供的工藝參數(shù)、設(shè)計規(guī)則;掌握主流版圖設(shè)計和版圖驗證相關(guān)EDA工具;完成手工版圖設(shè)計和工藝驗證[1,2]。另外,公司希望合格的版圖設(shè)計人員除了懂得IC設(shè)計、版圖設(shè)計方面的專業(yè)知識,還要熟悉Foundry廠的工作流程、制程原理等相關(guān)知識[3]。正因為其需要掌握的知識面廣,而國內(nèi)學(xué)校開設(shè)這方面專業(yè)比較晚,IC版圖設(shè)計工程師的人才缺口更為巨大,所以擁有一定工作經(jīng)驗的設(shè)計工程師,就成為各設(shè)計公司和獵頭公司爭相角逐的人才[4,5]。
二、針對企業(yè)要求的版圖設(shè)計教學(xué)規(guī)劃
1.數(shù)字版圖設(shè)計。數(shù)字集成電路版圖設(shè)計是由自動布局布線工具結(jié)合版圖驗證工具實現(xiàn)的。自動布局布線工具加載準(zhǔn)備好的由verilog程序經(jīng)過DC綜合后的網(wǎng)表文件與Foundry提供的數(shù)字邏輯標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫文件和I/O的庫文件,它包括物理庫、時序庫、時序約束文件。在數(shù)字版圖設(shè)計時,一是熟練使用自動布局布線工具如Encounter、Astro等,鑒于很少有學(xué)校開設(shè)這門課程,可以推薦學(xué)生自學(xué)或是參加專業(yè)培訓(xùn)。二是數(shù)字邏輯標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫的設(shè)計,可以由Foundry廠提供,也可由公司自定制標(biāo)準(zhǔn)單元版圖庫,因此對于初學(xué)者而言設(shè)計好標(biāo)準(zhǔn)單元版圖使其符合行業(yè)規(guī)范至關(guān)重要。2.模擬版圖設(shè)計。在模擬集成電路設(shè)計中,無論是CMOS還是雙極型電路,主要目標(biāo)并不是芯片的尺寸,而是優(yōu)化電路的性能,匹配精度、速度和各種功能方面的問題。作為版圖設(shè)計者,更關(guān)心的是電路的性能,了解電壓和電流以及它們之間的相互關(guān)系,應(yīng)當(dāng)知道為什么差分對需要匹配,應(yīng)當(dāng)知道有關(guān)信號流、降低寄生參數(shù)、電流密度、器件方位、布線等需要考慮的問題。模擬版圖是在注重電路性能的基礎(chǔ)上去優(yōu)化尺寸的,面積在某種程度上說仍然是一個問題,但不再是壓倒一切的問題。在模擬電路版圖設(shè)計中,性能比尺寸更重要。另外,模擬集成電路版圖設(shè)計師作為前端電路設(shè)計師的助手,經(jīng)常需要與前端工程師交流,看是否需要版圖匹配、布線是否合理、導(dǎo)線是否有大電流流過等,這就要求版圖設(shè)計師不僅懂工藝而且能看懂模擬電路。3.逆向版圖設(shè)計。集成電路逆向設(shè)計其實就是芯片反向設(shè)計。它是通過對芯片內(nèi)部電路的提取與分析、整理,實現(xiàn)對芯片技術(shù)原理、設(shè)計思路、工藝制造、結(jié)構(gòu)機制等方面的深入洞悉。因此,對工藝了解的要求更高。反向設(shè)計流程包括電路提取、電路整理、分析仿真驗證、電路調(diào)整、版圖提取整理、版圖繪制驗證及后仿真等。設(shè)計公司對反向版圖設(shè)計的要求較高,版圖設(shè)計工作還涵蓋了電路提取與整理,這就要求版圖設(shè)計師不僅要深入了解工藝流程;而且還要熟悉模擬電路和數(shù)字標(biāo)準(zhǔn)單元電路工作原理。
三、教學(xué)實現(xiàn)
篇5
關(guān)鍵詞: 《集成電路工藝》 教學(xué)方法 實踐改革
1.引言
21世紀(jì)是科技飛速發(fā)展的世紀(jì),集成電路制造業(yè)是一項戰(zhàn)略性的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),《集成電路工藝》是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)重要的專業(yè)課,其目的是使學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握VLSI的主要工藝技術(shù)與原理,熟悉工藝設(shè)備的特點,培養(yǎng)工藝設(shè)計及解決工藝問題的能力。課程具有實踐性很強、理論與實踐結(jié)合緊密的特點,為學(xué)生以后進(jìn)行工程設(shè)計和科研工作打下良好基礎(chǔ)。本課程的目的是使學(xué)生對微電子關(guān)鍵工藝及其原理有較為完整和系統(tǒng)的概念,并具有一定工藝設(shè)計、分析和解決工藝問題的能力。結(jié)合多年教學(xué)工作實際,我提出了幾點教學(xué)改革設(shè)想[1][2]。
2.教學(xué)內(nèi)容的選取
2.1教材的選取。
本課程首選教材是《硅集成電路工藝》。該書有三個優(yōu)點:一是內(nèi)容全面豐富。不僅詳細(xì)介紹了芯片制造中的各項關(guān)鍵工藝,而且介紹了支持這些工藝的設(shè)備,以及每一道工藝的質(zhì)量檢測和故障排除。二是工藝技術(shù)先進(jìn)。該書吸收了當(dāng)今最發(fā)達(dá)技術(shù)資料,如化學(xué)機械拋光、淺槽隔離等工藝,因此本教材是一本很全面、很先進(jìn)和可讀性非常強的專業(yè)書籍。
2.2教學(xué)內(nèi)容的選取。
本課程的目的是使學(xué)生掌握半導(dǎo)體芯片制造的工藝和基本原理,并具有一定的工藝設(shè)計和分析能力。本課程32學(xué)時,而教材內(nèi)容章節(jié)很多,所以課堂授課內(nèi)容需要精心選擇。一方面,選擇性地使用教材內(nèi)容。對非關(guān)鍵工藝,如教材中的4―6章主要介紹半導(dǎo)體制造中的空穴及缺陷等內(nèi)容,要舍棄,可供學(xué)生課后自己閱讀。另一方面,查閱相關(guān)資料,對教材內(nèi)容做必要的補充。由于教材側(cè)重技術(shù)介紹,在工藝原理方面涉及甚少,作為電子科學(xué)技術(shù)專業(yè)的本科生,有必要掌握關(guān)鍵工藝的物理基礎(chǔ)和原理,因此任課老師需要廣泛查閱相關(guān)資料,對教材內(nèi)容做必要的、有益的補充。如離子注入摻雜工藝,選用的教材僅作為一節(jié)簡單介紹,其基礎(chǔ)和原理更是少之又少,必須找出相應(yīng)詳細(xì)的介紹。再者,氧化過程中雜質(zhì)的再分布對器件特性影響是不容忽視的,工藝過程需要考慮,也需要做相應(yīng)補充,《集成電路工藝基礎(chǔ)》中這部分內(nèi)容有較大價值[3]。
3.豐富多彩的教學(xué)方式
3.1多媒體教學(xué),事半功倍。
多媒體教學(xué)方式如今已廣泛使用,在本課程教學(xué)中使用多媒體教學(xué)符合教學(xué)內(nèi)容特點的要求,因為有大量的工藝流程和工藝實施后的硅片剖面圖,只有通過多媒體才能使學(xué)生有直觀、清楚的認(rèn)識。教材中提供了大量結(jié)構(gòu)剖面圖和設(shè)備圖,如果完全靠老師板書,教學(xué)內(nèi)容和效果將不易理解,而采用多媒體教學(xué)則能達(dá)到事半功倍的效果。
3.2教學(xué)互動,讓學(xué)生走上講臺。
教學(xué)互動非常重要。學(xué)生對動態(tài)和前沿比較感興趣,易激發(fā)其求知欲,抓住學(xué)生這一特點,可以給學(xué)生布置幾個與集成電路工藝動態(tài)和前沿相關(guān)的題目,讓學(xué)生課后查閱、整理資料,寫成專題小論文,還可開設(shè)專題小論壇,每一專題請一位有興趣的同學(xué)制作課件在課堂上給大家講解。這種方式將課堂時間和空間進(jìn)行延伸,使學(xué)生由課堂被動聽講變?yōu)檎n后主動學(xué)習(xí)、消化。這樣一方面能培養(yǎng)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)工藝知識的習(xí)慣,并在不斷查閱資料中積累、豐富了專業(yè)知識。另一方面能鍛煉學(xué)生走上講臺“準(zhǔn)教師”的思維能力和語言表達(dá)能力。
3.3加強實驗教學(xué),理論用于實踐。
在教學(xué)過程中,要堅持理論和實踐相結(jié)合的原則。建議開設(shè)最基本的半導(dǎo)體平面工藝實驗,如氧化、擴散、離子注入、光刻沉積。實驗要求每組學(xué)生用拋光硅片,通過氧化、光刻、等工序制備晶體管,是一個典型的綜合性、研究型實驗。通過實驗教學(xué),學(xué)生既能培養(yǎng)動手能力,又能掌握科學(xué)的分析問題的方法,加深對半導(dǎo)體平面工藝技術(shù)和原理的理解,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。本課程在大學(xué)三年級下學(xué)期開設(shè)。
3.4將專家學(xué)者請進(jìn)高校課堂。
我們充分利用與國內(nèi)外高等院校和科研單位進(jìn)行研究合作與學(xué)術(shù)交流的同時,在專業(yè)課授課過程中,還邀請有一定知名度的專家學(xué)者來我校作專題學(xué)術(shù)報告。由于他們長期從事某一領(lǐng)域的科學(xué)研究,十分熟悉該領(lǐng)域的最新發(fā)展趨勢,因此可以系統(tǒng)地將這些信息傳遞給學(xué)生。這樣做不僅大大擴充了學(xué)生的知識面,提高了他們的思維能力,而且進(jìn)一步激發(fā)了他們的專業(yè)課學(xué)習(xí)熱情和強烈的進(jìn)取心。近五年來,我們先后邀請包括中科院半導(dǎo)體等單位多名專家為我校的客座教授或兼職教授,分別做了關(guān)于微電子方面的多場專題學(xué)術(shù)報告,均受到了廣大教師與學(xué)生的一致好評。
4.結(jié)語
《集成電路工藝》是電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生的一門重要的專業(yè)課程,本課程的目的是使學(xué)生掌握集成電路制造工藝和基本原理。學(xué)生專業(yè)知識和能力的獲取,一方面是通過將理論應(yīng)用于實驗來驗證和強化,另一方面通過理論課學(xué)習(xí)獲得。通過開發(fā)多媒體教學(xué)軟件,精心選擇優(yōu)秀教材、及時更新教學(xué)內(nèi)容、開設(shè)綜合性實驗、布置設(shè)計性作業(yè)、安排專題報告、改革考核方式等環(huán)節(jié),提高課程教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力、滿足21世紀(jì)所需的專業(yè)技術(shù)人才。
參考文獻(xiàn):
[1]王陽元,關(guān)旭東,馬俊如.集成電路工藝基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社,1991.
篇6
關(guān)鍵詞:微電子;集成電路;課程群;親產(chǎn)業(yè)
中圖分類號:G642.0文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號:1674-9324(2019)19-0163-02
一、引言
微電子(集成電路)被稱為現(xiàn)代信息社會的“食糧”,是一個國家工業(yè)化和信息化的基礎(chǔ)。自2014年我國《國家集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展推進(jìn)綱要》,設(shè)置千億級的集成電路發(fā)展基金以來,南京、合肥、重慶、成都、武漢、廈門等地相應(yīng)出臺了區(qū)域性的集成電路發(fā)展政策。廈門依據(jù)毗鄰臺灣的區(qū)位優(yōu)勢,設(shè)立了500億人民幣的集成電路產(chǎn)業(yè)基金,并陸續(xù)了《廈門市加快發(fā)展集成電路產(chǎn)業(yè)實施意見》和《廈門集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃綱要》,擬形成區(qū)域性的集成電路產(chǎn)業(yè)集聚地,打造集成電路千億產(chǎn)業(yè)鏈,最終形成我國集成電路的東南重鎮(zhèn)。
在此背景下,廈門政府在集成電路設(shè)計、生產(chǎn)制造、封測以及人才儲備,全方位進(jìn)行布局和規(guī)劃。設(shè)計方面:紫光集團(tuán)投資40億元設(shè)立紫光展銳產(chǎn)業(yè)園、研發(fā)中心項目,引進(jìn)展訊等國內(nèi)通信芯片設(shè)計的龍頭企業(yè)。廈門優(yōu)訊、矽恩、科塔等集成電路設(shè)計企業(yè)也在高速、射頻芯片領(lǐng)域取得可喜進(jìn)展,僅2016年,廈門就新增加60余家集成電路設(shè)計企業(yè)。2017年整體產(chǎn)值達(dá)到140億元;生產(chǎn)制造方面:與臺灣集成電路巨頭聯(lián)華電子合資設(shè)立了聯(lián)芯12寸晶圓廠項目,總投資達(dá)62億美元,已于2016年12月正式投產(chǎn);三安集成電路有限公司和杭州士蘭微電子股份有限公司,主攻三五族化合物半導(dǎo)體芯片生產(chǎn);泉州晉華12寸存儲器廠則著眼于動態(tài)存儲器的生產(chǎn)和銷售;封測方面則引入通富微電子股份有限公司,力爭打造一小時產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈;人才儲備方面:廈門政府與中國科學(xué)院微電子所共建中國科學(xué)院大學(xué)廈門微電子工程學(xué)院,輔以廈門大學(xué)、廈門理工學(xué)院、華僑大學(xué)等微電子學(xué)科,為廈門集成電路的生產(chǎn)和設(shè)計輸送人才。
在此背景下,我校于2016年12月建立微電子學(xué)院,聯(lián)合臺灣交通大學(xué)、元智大學(xué)等微電子老牌名校,共同探索適合廈門及周邊地區(qū)的微電子人才培養(yǎng)策略,力求建立較為完善的課程群體系,為在閩的微電子企業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才。
二、微電子工程專業(yè)特點
首先,微電子專業(yè)與傳統(tǒng)的機械、化工、電子等專業(yè)不同,是一門交叉性很強的學(xué)科,需要該專業(yè)學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)數(shù)字、物理、電子、半導(dǎo)體器件、集成電路設(shè)計、電路封裝、計算機等多方面的知識理論,并且能夠?qū)⒏鏖T學(xué)科融會貫通,熟練運用。其次,微電子專業(yè)入門門檻高、知識體系更新速度快,貼近產(chǎn)業(yè)。這就要求學(xué)生在具有堅實理論基礎(chǔ)的同時,實踐動手能力較強,才能在短時間內(nèi)將所學(xué)理論和實踐結(jié)合,迅速融入工業(yè)界或者科學(xué)研究。第三,微電子是一個龐大的系統(tǒng)專業(yè)。從大類上可以分成工藝、器件、設(shè)計、封裝、測試五個大方面。但每一個大類又可分為幾個甚至數(shù)十個小門類。如設(shè)計類又可細(xì)分為模擬集成電路、數(shù)字集成電路、射頻集成電路、混合信號集成電路等四個門類。而例如數(shù)字集成電路,又可繼續(xù)分為數(shù)字前端、數(shù)字后端、驗證、測試等小方向。各個方向之間知識理論差異較大,對學(xué)生素質(zhì)提出了極高的要求[1]。
三、微電子工程課程群實踐
(一)微電子工程專業(yè)培養(yǎng)策略
結(jié)合廈門微電子產(chǎn)業(yè)特點,以市場需求為導(dǎo)向,同時充分利用海峽兩岸交流方面的優(yōu)勢,立足于我校“親產(chǎn)業(yè)、重應(yīng)用”的辦校原則,我校微電子工程專業(yè)設(shè)置為工藝和設(shè)計兩大類方向,應(yīng)對周邊產(chǎn)業(yè)需求,對該專業(yè)學(xué)生進(jìn)行差異化培養(yǎng)。在本科前兩年公共課的基礎(chǔ)上,大三學(xué)年,根據(jù)學(xué)生興趣及教師雙向篩選,確定學(xué)生未來兩年的學(xué)習(xí)方案,分別在器件/制造、模擬/數(shù)字集成電路設(shè)計兩方面進(jìn)行課程教授和實踐鍛煉,培養(yǎng)專業(yè)門類細(xì)化、適應(yīng)企業(yè)實用化需要的高素質(zhì)、實踐型人才。同時,在一些專業(yè)課程講授上,聘請臺灣方面有經(jīng)驗的教師和工程師,結(jié)合產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行教授和輔導(dǎo)。
(二)微電子工程專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)
對于我校應(yīng)用型本科院校的定位,區(qū)域產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟和行業(yè)的發(fā)展是重要的風(fēng)向標(biāo),因此在微電子專業(yè)人才培養(yǎng)上必須突出“工程型、實用型和快速融入型”的特點。主要培養(yǎng)目標(biāo)如下:(1)掌握半導(dǎo)體器件及工藝的基本理論基礎(chǔ)、電子線路的基本理論與應(yīng)用、計算機使用、電子系統(tǒng)信號處理的基本知識、集成電路及板級設(shè)計的基本技能。(2)具備半導(dǎo)體及集成電路設(shè)計、制造,PCB板級設(shè)計、制造、測試的基本能力,工程項目管理、品質(zhì)管理、設(shè)備維護(hù)的基本素養(yǎng)。(3)能在半導(dǎo)體、集成電路設(shè)計、制造行業(yè),從事集成電路設(shè)計、制造、研發(fā)、測試、品質(zhì)管理、廠務(wù)管理、設(shè)備維護(hù)等相關(guān)工作,畢業(yè)三到五年后通過自身學(xué)習(xí)逐步成長為本領(lǐng)域的骨干技術(shù)人員和具有較強工作能力的核心工程師[2]。
(三)微電子工程專業(yè)課程群制定實踐
基于我校應(yīng)用型本科“親產(chǎn)業(yè)”的學(xué)校定位,在微電子專業(yè)課程群建設(shè)中,我們首先引入CDIO的教學(xué)理念。CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate,即構(gòu)思—設(shè)計—實施—運作)工程教育是以理論教學(xué)為基礎(chǔ),工程實際反饋互動為主要形式的培養(yǎng)方案[3,4]?;诖?,課程群制定從知識邏輯(課程環(huán)節(jié))和項目實施(工程實踐)兩個角度,對學(xué)生的綜合素質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)、鍛煉。
篇7
【關(guān)鍵詞】集成電路;EDA;項目化
0 前言
21世紀(jì)是信息時代,信息社會的快速發(fā)展對集成電路設(shè)計人才的需求激增。我國高校開設(shè)集成電路設(shè)計課程的相關(guān)專業(yè),每年畢業(yè)的人數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場的需求,因此加大相關(guān)專業(yè)人才的培養(yǎng)力度是各大高校的當(dāng)務(wù)之急。針對這種市場需求,我校電子信息工程專業(yè)電子方向致力于培養(yǎng)基礎(chǔ)知識扎實,工程實踐動手能力強的集成電路設(shè)計人才[1]。
針對集成電路設(shè)計課程體系,進(jìn)行課程教學(xué)改革。教學(xué)改革的核心是教學(xué)課程體系的改革,包括理論教學(xué)內(nèi)容改革和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)改革,旨在改進(jìn)教學(xué)方法,提高教學(xué)質(zhì)量,現(xiàn)已做了大量的實際工作,取得了一定的教學(xué)成效。改革以集成電路設(shè)計流程為主線,通過對主流集成電路開發(fā)工具Tanner Pro EDA設(shè)計工具的學(xué)習(xí)和使用,讓學(xué)生掌握現(xiàn)代設(shè)計思想和方法,理論與實踐并重,熟悉從系統(tǒng)建模到芯片版圖設(shè)計的全過程,培養(yǎng)學(xué)生具備從簡單的電路設(shè)計到復(fù)雜電子系統(tǒng)設(shè)計的能力,具備進(jìn)行集成電路設(shè)計的基本專業(yè)知識和技能。
1 理論教學(xué)內(nèi)容的改革
集成電路設(shè)計課程的主要內(nèi)容包括半導(dǎo)體材料、半導(dǎo)體制造工藝、半導(dǎo)體器件原理、模擬電路設(shè)計、數(shù)字電路設(shè)計、版圖設(shè)計及Tanner EDA工具等內(nèi)容,涉及到集成電路從選材到制造的不同階段。傳統(tǒng)的理論課程教學(xué)方式,以教師講解為主,板書教學(xué),但由于課程所具有的獨特性,在介紹半導(dǎo)體材料和半導(dǎo)體工藝時,主要靠教師的描述,不直觀形象,因此引進(jìn)計算機輔助教學(xué)。計算機輔助教學(xué)是對傳統(tǒng)教學(xué)的補充和完善,以多媒體教學(xué)為主,結(jié)合板書教學(xué),以圖片形式展現(xiàn)各種形態(tài)的半導(dǎo)體材料,以動畫的形式播放集成電路的制造工藝流程,每一種基本電路結(jié)構(gòu)都給出其典型的版圖照片,使學(xué)生對集成電路建立直觀的感性認(rèn)識,充分激發(fā)教師和學(xué)生在教學(xué)活動中的主動性和互動性,提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。
2 實踐教學(xué)內(nèi)容的改革
實踐教學(xué)的目的是依托主流的集成電路設(shè)計實驗平臺,讓學(xué)生初步掌握集成電路設(shè)計流程和基本的集成電路設(shè)計能力,為今后走上工作崗位打下堅實的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是老師提前編好實驗指導(dǎo)書,學(xué)生按照實驗指導(dǎo)書的要求,一步步來完成實驗。傳統(tǒng)的實驗方式不能很好調(diào)動學(xué)生的積極性,再加上考核方式比較單一,學(xué)生對集成電路設(shè)計的概念和流程比較模糊,為了打破這種局面,實踐環(huán)節(jié)采用與企業(yè)密切相關(guān)的工程項目來完成。項目化實踐環(huán)節(jié)可以充分發(fā)揮學(xué)生的主動性,使學(xué)生能夠積極參與到教學(xué)當(dāng)中,從而更好的完成教學(xué)目標(biāo),同時也能夠增強學(xué)生的工程意識和合作意識。
實踐環(huán)節(jié)選取CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源作為本次實踐教學(xué)的項目。該項目來源于企業(yè),是數(shù)模轉(zhuǎn)換器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器的一個重要的組成模塊。本項目從電路設(shè)計、電路仿真、版圖設(shè)計、版圖驗證等流程對學(xué)生做全面的訓(xùn)練,使學(xué)生對集成電路設(shè)計流程有深刻的認(rèn)識。學(xué)生要理解CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源的原理,參與到整個設(shè)計過程中,對整個電路進(jìn)行仿真測試,驗證其功能的正確性,然后進(jìn)行各個元件的設(shè)計及布局布線,最后對版圖進(jìn)行了規(guī)則檢查和一致性檢查,完成整個電路的版圖設(shè)計和版圖原理圖比對,生成GDS II文件用于后續(xù)流片[2]。
CMOS帶隙基準(zhǔn)電壓源設(shè)計項目可分為四個部分啟動電路、提供偏置電路、運算放大器和帶隙基準(zhǔn)的核心電路部分。電路設(shè)計可由以下步驟來完成:
1)子功能塊電路設(shè)計及仿真;
2)整體電路參數(shù)調(diào)整及優(yōu)化;
3)基本元器件NMOS/PMOS的版圖;
4)基本單元與電路的版圖;
5)子功能塊版圖設(shè)計和整體版圖設(shè)計;
6)電路設(shè)計與版圖設(shè)計比對。
在整個項目化教學(xué)過程,參照企業(yè)項目合作模式將學(xué)生分為4個項目小組,每個小組完成一部分電路設(shè)計及版圖設(shè)計,每個小組推選一名專業(yè)能力較強且具有一定組織能力的同學(xué)擔(dān)任組長對小組進(jìn)行管理。這樣做可以在培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計能力的同時,加強學(xué)生的團(tuán)隊合作意識。在整個項目設(shè)計過程中,以學(xué)生探索和討論為主,教師起引導(dǎo)作用,給學(xué)生合理的建議,引導(dǎo)學(xué)生找出解決問題的方法。項目完成后,根據(jù)項目實施情況對學(xué)生進(jìn)行考核,實現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。
3 教學(xué)改革效果與創(chuàng)新
理論教學(xué)改革采用計算機輔助教學(xué),以多媒體教學(xué)為主,結(jié)合板書教學(xué),對集成電路材料和工藝有直觀感性的認(rèn)識,學(xué)生的課堂效率明顯提高,課堂氣氛活躍,師生互動融洽。實踐環(huán)節(jié)改革通過項目化教學(xué)方式,學(xué)生對該課程的學(xué)習(xí)興趣明顯提高,設(shè)計目標(biāo)明確,在設(shè)計過程中學(xué)會了查找文獻(xiàn)資料,學(xué)會與人交流,溝通的能力也得到提高。同時項目化教學(xué)方式使學(xué)生對集成電路的設(shè)計特點及設(shè)計流程有了整體的認(rèn)識和把握,對元件的版圖設(shè)計流程有了一定的認(rèn)識。學(xué)生已經(jīng)初步掌握了集成電路的設(shè)計方法,但要達(dá)到較高的設(shè)計水平,設(shè)計出性能良好的器件,還需要在以后的工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗[3]。
4 存在問題及今后改進(jìn)方向
集成電路設(shè)計課程改革雖然取得了一定的成果,但仍存在一些問題:由于微電子技術(shù)發(fā)展速度很快,最新的行業(yè)技術(shù)在課堂教學(xué)中體現(xiàn)較少;學(xué)生實踐能力不高,動手能力不強。
針對上述問題,我們提出如下解決方法:
1)在課堂教學(xué)中及時引進(jìn)行業(yè)最新發(fā)展趨勢和(下轉(zhuǎn)第220頁)(上接第235頁)技術(shù),使學(xué)生能夠及時接觸到行業(yè)前沿知識,增加與企業(yè)的合作;
2)加大實驗室開放力度,建立一個開放的實驗室供學(xué)生在課余時間自由使用,為學(xué)生提供實踐機會,并且鼓勵能力較強的學(xué)生參與到教師研項目當(dāng)中。
【參考文獻(xiàn)】
[1]段吉海.“半導(dǎo)體集成電路”課程建設(shè)與教學(xué)實踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報,2007,05(29).
篇8
【關(guān)鍵詞】 電源管理 LDMOS 集成電路
BCD工藝是電源管理、顯示驅(qū)動、汽車電子等IC制造工藝的上佳選擇。整合過的BCD工藝制程,可大幅降低功率耗損,提高系統(tǒng)性能,節(jié)省電路的封裝費用,并具有更好的可靠性,也給了此類工藝的芯片電路在設(shè)計時更多的選擇空間。 BCD工藝技術(shù)的發(fā)展不像標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝那樣,一直遵循Moore定律向更小線寬、更快的速度方向發(fā)展。BCD工藝朝著三個方向分化發(fā)展:高壓、高功率、高密度。其中高密度BCD主要的電壓范圍是5~50V,一些汽車電子應(yīng)用會到70V。在此應(yīng)用領(lǐng)域,BCD技術(shù)將集成越來越復(fù)雜的功能,今天,有的產(chǎn)品甚至集成了非揮發(fā)性存儲器。
由于BCD工藝中器件種類多,必須做到高壓器件和低壓器件的兼容;雙極工藝和CMOS工藝的相兼容,尤其是要選擇合適的隔離技術(shù);為控制制造成本,必須考慮光刻版的兼容性。考慮到器件各區(qū)的特殊要求,為減少工藝制造用的光刻版,應(yīng)盡量使同種摻雜能兼容進(jìn)行。因此,需要精確的工藝模擬和巧妙的器件設(shè)計。
功率輸出級DMOS管是此類電路的核心,往往占據(jù)整個芯片面積的1/2~2/3,它是整個集成電路的關(guān)鍵。DMOS器件是由成百上千的單一結(jié)構(gòu)的DMOS 單元所組成的。這些單元的數(shù)目是根據(jù)一個芯片所需要的驅(qū)動能力所決定的,DMOS的性能直接決定了芯片的驅(qū)動能力和芯片面積。對于一個由多個基本單元結(jié)構(gòu)組成的LDMOS器件,其中一個最主要的考察參數(shù)是導(dǎo)通電阻,用Rds(on)表示。導(dǎo)通電阻是指在器件工作時,從漏到源的電阻。對于 LDMOS器件應(yīng)盡可能減小導(dǎo)通電阻,就是BCD工藝流程所追求的目標(biāo)。當(dāng)導(dǎo)通電阻很小時,器件就會提供一個很好的開關(guān)特性,因為漏源之間小的導(dǎo)通電阻,會有較大的輸出電流,從而可以具有更強的驅(qū)動能力。因此,高功率 BCD 工藝發(fā)展并不著重于減小工藝的特征尺寸,重點是如何降低控制電路的成本,優(yōu)化DMOS 器件的結(jié)構(gòu),提高其擊穿電壓,并降低導(dǎo)通電阻。
對LDMOS而言,外延層的厚度、隔離結(jié)構(gòu)、漂移區(qū)的摻雜濃度、漂移區(qū)的長度是其最重要的特性參數(shù)。我們可以通過增加漂移區(qū)的長度和減小漂移區(qū)的摻雜濃度以提高擊穿電壓,但是這會增加芯片面積和導(dǎo)通電阻。高壓DMOS器件耐壓和導(dǎo)通電阻取決于漂移區(qū)的濃度、外延層厚度及漂移區(qū)長度的折中選擇。
因為耐壓和導(dǎo)通阻抗對于外延層的濃度和厚度的要求是矛盾的。高的擊穿電壓要求厚的輕摻雜和長的漂移區(qū),而低的導(dǎo)通電阻則要求薄的重?fù)诫s和短的漂移區(qū),因此必須選擇最佳外延參數(shù)和漂移區(qū)長度,以便在滿足一定的源漏擊穿電壓的前提下,得到最小的導(dǎo)通電阻。
為解決這一問題,需要在器件設(shè)計中引入Double RESURF技術(shù),RESURF( REduced SURface Field)技術(shù)是設(shè)計橫向功率器件的關(guān)鍵技術(shù)之一。Double RESURF 技術(shù)在提高器件反向耐壓的情況下,可使器件導(dǎo)通電阻明顯地降低。
在0.18um制程的BCD工藝中,隔離結(jié)構(gòu)由LOCOS(局部場氧隔離) STI(淺槽隔離),一定程度上限制了導(dǎo)通電阻和擊穿電壓的優(yōu)化,一種新型的LDMOS器件結(jié)構(gòu)和工藝技術(shù),實現(xiàn)超低的導(dǎo)通電阻并且漏端對襯底完全隔離的LDMOS。通過在LDMOS漂移區(qū)上做一層優(yōu)化的超淺槽隔離,同時在漂移區(qū)內(nèi)進(jìn)行高能P型注入,在N型漂移區(qū)注入層下方形成一層P型層,引入并實現(xiàn)了RESURF技術(shù)和漏端隔離技術(shù),進(jìn)一步降低了導(dǎo)通電阻。
高性能LDMOS器件研究是功率集成電路電路的核心,與已有的探索性研究成果相比,其創(chuàng)新之處在于:
1、高均勻性、低缺陷密度的外延工藝:在要求40V以上擊穿電壓的情況下,同時要求外延層與P型體區(qū)相連接起到漏端隔離的作用,則必須要求外延為均勻的P型摻雜且晶格缺陷密度必須很低;
2、均勻 P 降場層Double RESURF技術(shù):漂移區(qū)和 P 降場層的電荷平衡問題是 Double RESURF 器件研究的關(guān)鍵,只有當(dāng)兩者劑量相匹配時才能滿足 RESURF 原理,才可獲得較好的器件性能。本課題采用器件仿真模擬深入分析漂移區(qū)濃度、長度和 P 降場層濃度、長度與均勻 P 降場層 Double RESURF LDMOS 擊穿電壓和導(dǎo)通電阻的關(guān)系。
3、超淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)(USTI): 這個STI深度相對常規(guī)STI(淺槽隔離)工藝較淺,側(cè)壁角度也進(jìn)行了優(yōu)化,用于實現(xiàn)漂移區(qū)的場板隔離結(jié)構(gòu),并研究了這層USTI的深度優(yōu)化值以及側(cè)壁刻蝕角度的優(yōu)化值,得到最佳的耐壓與導(dǎo)通電阻的匹配。
4、表面場氧隔離與金屬場板結(jié)合:為進(jìn)一步降低導(dǎo)通電阻,采取淀積表面氧化層作為隔離結(jié)構(gòu)。金屬場板使器件表面電場分布更加均勻,從而提高器件擊穿電壓;而表面場氧隔離給電流提供了平行的導(dǎo)電通路,使器件比導(dǎo)通電阻只有傳統(tǒng) Double RESURF LDMOS 的2/3。
5、版圖優(yōu)化:該LDMOS的版圖設(shè)計為跑道型結(jié)構(gòu),同時為了降低指尖狀源極和指尖狀漏極的曲率效應(yīng)。
由于BCD集成電路在各個領(lǐng)域有廣泛的用途,國外在這方面做了深入的研究,高性能LDMOS取得很大發(fā)展,但是國內(nèi)對于這方面的研究還處于起步階段,無論是電氣參數(shù),還是可靠性等級,基于高性能LDMOS器件的高壓集成電路的研究水平方面均呈明顯的劣勢。因此,研究和設(shè)計用于功率集成電路的高性能LDMOS有助于彌補我國在這方面的空缺,促進(jìn)我國電子行業(yè)的發(fā)展。
參 考 文 獻(xiàn)
篇9
按照摩爾定律,集成電路上的晶體管數(shù)量每兩年將增加一倍。隨著電子制造商在越來越小的集成電路上放置越來越多的晶體管,摻雜成了一個嚴(yán)重問題,而摻雜是制造當(dāng)今集成電路核心硅襯底的必不可少的一個過程。
因此,該小組的挑戰(zhàn)是如何超越摻雜的限制。該小組建議,通過將分子貼附到硅表面(而不是混合其中)來影響門限電壓或柵電壓,而達(dá)到一定的門限電壓或柵電壓才能在源極(藍(lán)色)和漏極(藍(lán)色)間建立一個導(dǎo)電通道從而將器件導(dǎo)通。分子影響了器件層(紅色)內(nèi)的可用的載流子數(shù)量。這種方法和摻雜的功能一樣,在納米范圍內(nèi)效果更好。
萊斯大學(xué)化學(xué)系教授James Tour預(yù)計工業(yè)界會對該工藝有極大興趣。這種工藝使碳分子通過化學(xué)浴或蒸發(fā)的方法與硅鍵合起來。
該項研究在http:///doi/abs/10.1021/ja9002537,更多信息,請聯(lián)系萊斯大學(xué)的Mike williams,電話:001-713-348-6728,電子郵箱:mikewilUams@rice.edu。
――Christina Nickolas
我國研制成功10GHZ 8bit超高速DDS芯片
近日,中科院微電子所微波器件與集成電路研究室(四室)HBT超高速電路小組在劉新宇研究員和金智研究員的帶領(lǐng)下研制成功兩款基于1μm GaAs HBT工藝的8bit超高速直接數(shù)字頻率綜合器(DirectDigital frequency-Synthesizer,DDS)芯片DDS1和DDS2。
篇10
從本質(zhì)上來看,微電子技術(shù)的核心在于集成電路,它是在各類半導(dǎo)體器件不斷發(fā)展過程中所形成的。在信息化時代下,微電子技術(shù)對人類生產(chǎn)、生活都帶來了極大的影響。與傳統(tǒng)電子技術(shù)相比,微電子技術(shù)具備一定特征,具體表現(xiàn)為以下幾個方面[1]:(1)微電子技術(shù)主要是通過在固體內(nèi)的微觀電子運動來實現(xiàn)信息處理或信息加工。(2)微電子信號傳遞能夠在極小的尺度下進(jìn)行。(3)微電子技術(shù)可將某個子系統(tǒng)或電子功能部件集成于芯片當(dāng)中,具有較高的集成性,也具有較為全面的功能性。(4)微電子技術(shù)可在晶格級微區(qū)進(jìn)行工作。
2微電子技術(shù)發(fā)展歷程概述
微電子技術(shù)誕生于20世紀(jì)40年代末。1947年,巴丁、布萊頓與肖克萊發(fā)明了晶體管,這使得電子技術(shù)有了極大的突破,也為微電子技術(shù)的后續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。至20世紀(jì)50年代末,集成電路的出現(xiàn)推動了電子技術(shù)革命,這也意味著微電子技術(shù)變得愈來愈成熟,并進(jìn)入了快速發(fā)展期。同時,計算機技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷拓展,也進(jìn)一步促進(jìn)了微電子技術(shù)的發(fā)展。至20世紀(jì)70年代,伴隨著微型計算機的出現(xiàn),讓微電子技術(shù)發(fā)展達(dá)到了空前的高度,也奠定了微電子技術(shù)在高新技術(shù)當(dāng)中的核心地位[2]。如今,微電子技術(shù)已走入人們的生活當(dāng)中,計算機、手機、家用電器的制造、生產(chǎn)都離不開微電子技術(shù)的支持。同時,微電子技術(shù)也成為了國防工業(yè)、印刷工業(yè)、汽車工業(yè)等工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中不可或缺的核心技術(shù)。甚至可以說微電子技術(shù)無處不在,它已經(jīng)與整個社會形成了一種相互依存的關(guān)系。相對于發(fā)達(dá)國家而言,我國微電子技術(shù)起步較晚。但近年來,我國的微電子技術(shù)取得了很大進(jìn)展,特別是在納米集成技術(shù)方面有所突破,并且集成規(guī)模也變得愈來愈大。其中華為公司在移動芯片方面已經(jīng)處于國際領(lǐng)先地位,旗下的海思芯片已經(jīng)能夠與高通、三星等芯片一較長短。如今我國已經(jīng)成為全球最大的消費類電子市場,在市場刺激下,我國微電子技術(shù)整體水平還將進(jìn)一步提升。
3微電子技術(shù)發(fā)展趨勢分析
3.1硅基CMOS電路
在硅基技術(shù)不斷進(jìn)步、不斷成熟的情況下,硅基CMOS的應(yīng)用深度也在不斷提升。從硅基CMOS電路發(fā)展趨勢來看,硅晶圓片的尺寸正在不斷擴大,然而特征尺寸(光刻加工線條)卻變得愈來愈小。早期的硅片尺寸為2英寸居多,經(jīng)過3、4、6英寸的過渡發(fā)展,如今已經(jīng)達(dá)到8英寸水平[3]。近年來,集成電路制造工藝技術(shù)的進(jìn)一步突破,使得硅片尺寸已經(jīng)達(dá)到12英寸以上,直徑超過300mm。硅片尺寸的擴大,意味著整體生產(chǎn)成本能夠進(jìn)一步降低。英特爾公司在集成電路芯片制造方面一直處于行業(yè)領(lǐng)先地位,從2011年開始英特爾便具備了成熟的32nm制造工藝。近年來,由32nm工藝到22nm工藝,再到如今主流的14nm工藝,體現(xiàn)了集成電路制造技術(shù)的快速發(fā)展。未來兩年內(nèi),器件的主流特征尺寸將朝著10nm、7nm方向發(fā)展。當(dāng)然,在硅基CMOS電路特征尺寸不斷縮小的情況下,器件結(jié)構(gòu)的物理性質(zhì)會變得愈來愈大,不可能完全按照摩爾定律一直發(fā)展下去,甚至可以說硅基CMOS電路已經(jīng)遇到了一定的發(fā)展瓶頸。要讓其突破發(fā)展瓶頸,必然需要新材料的支持。高K材料、新型柵電極及新制造工藝將是促使其進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵。
3.2生物芯片
生物芯片是微電子技術(shù)未來重要的發(fā)展方向之一。生物芯片是一種微陣列雜交型芯片,其中微陣列主要由各類生物信息分子所夠成,包括DNA、RNA、多肽等。它是典型的生物技術(shù)與微電子技術(shù)的融合性產(chǎn)物。在陣列當(dāng)中,各分子序列是預(yù)先所設(shè)定的序列點陣,并且序列與位置都是已知的[4]。以生物分子特異性作用為基礎(chǔ),可將生化分析過程集成于芯片表面,這樣便能夠?qū)崿F(xiàn)生物成分如DNA、RNA、糖分子、蛋白質(zhì)、多肽等的高通量快速檢測。在生物芯片技術(shù)水平不斷提升的過程中,其應(yīng)用范圍也在逐漸擴大。例如,Santford與Affymetrize公司所生產(chǎn)的DNA芯片上含有超過600種的基因片段。在芯片制造過程中,先在玻璃片上蝕刻出微小溝槽,在將DNA纖維覆于溝槽上,以不同DNA纖維圖形來體現(xiàn)基本片段的差異性。利用電場等手段可讓某些特殊物質(zhì)將部分基因的特征表現(xiàn)出來,從而實現(xiàn)基因檢測。又如,三位美國科學(xué)家被授予了一項關(guān)于量子級神經(jīng)動態(tài)計算芯片的專利。此類芯片功能性較強,可進(jìn)行高速非標(biāo)準(zhǔn)運算,這給量子計算領(lǐng)域的發(fā)展帶來了巨大的推動力。該芯片是物理過程與生物過程的結(jié)合產(chǎn)物。以仿生系統(tǒng)為基礎(chǔ),在接口界面通過突觸神經(jīng)元連接,可實現(xiàn)反饋性學(xué)習(xí),無論是運算速度,還是運算能力均具有較高水準(zhǔn)。一旦該技術(shù)成熟后,可在民用及軍事領(lǐng)域大范圍應(yīng)用。
3.3集成系統(tǒng)
集成系統(tǒng)是微電子技術(shù)發(fā)展的重點方向。以往微電子芯片都是以集成電路芯片為基礎(chǔ),然而,電子信息類型及數(shù)量的不斷增多對集成電路芯片提出了新的要求,要求其具備更低的功耗、更快的速度,并且能夠快速處理不同類型的復(fù)雜智能問題。在此需求下,SOC(系統(tǒng)級芯片)概念愈來愈受到關(guān)注。SOC具有極強的集成性功能,不但能夠?qū)⑿畔⑻幚硐到y(tǒng)、執(zhí)行器集于一體,還能集成生物、化學(xué)、物理敏感器[5]。目前,SOC已經(jīng)成為了移動終端中最為主流的芯片解決方案。部分手機的SOC性能已經(jīng)達(dá)到了很高的水平,甚至接近于桌面級CPU。以蘋果的A10芯片為例,A10晶體管的數(shù)量已經(jīng)超過30億,其整體性能較上一代A9芯片提升了約40%,所集成的GPU性能較A9也有50%的提升,但整體能耗卻下降了30%。同時,SOC當(dāng)中還集成了數(shù)字信號處理器模塊、控制器模塊、存儲器單元模塊等多個模塊,可以勝任各種任務(wù)。未來隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟,SOC還將具備更大的發(fā)展空間,并成為社會生產(chǎn)當(dāng)中不可或缺的一部分。
3.4微電子制造工藝
穆爾定則指出,集成電路的集成度每3年左右就會成倍增長,而特征線寬則會下降30%。特征線條愈窄,也就意味著集成電路的工作速度愈快,并且單元功能消耗功率也會一定幅度下降。集成電路集成度的不斷增大對相關(guān)制造技術(shù)(光刻技術(shù)、蝕刻技術(shù)、擴散氧化技術(shù))也提出了新的要求。(1)光刻技術(shù)。利用波長為436nm光線,即可獲取亞微米尺寸圖形,從而得到集成度為1M位與4M位的DRAM。然而i射線曝光設(shè)備的出現(xiàn)進(jìn)一步提升了光刻技術(shù)整體水平。利用i射線曝光可獲得半微米尺寸及深亞微米尺寸圖形,得到16M位與64M位的DRAM。目前主流的光刻技術(shù)為248nmDUV技術(shù)及193nmDUV技術(shù),未來納米壓印光刻技術(shù)及極紫外光刻技術(shù)均存在較大潛力,極有可能成為下一代的主流光刻技術(shù)。(2)蝕刻技術(shù)。在高密度集成電路制造過程中,由于特征尺寸的不斷縮小,對蝕刻工藝的要求也在不斷提升。隨著相關(guān)工藝的不斷成熟,采取CER等離子源及ICP高密度等離子源,并將其與靜電卡盤技術(shù)相結(jié)合,可進(jìn)一步提升蝕刻效果。(3)擴散氧化技術(shù)。以往的氣體擴散法需要在高溫條件下長時間擴散,才能獲得擴散層。新一代的離子注入技術(shù)進(jìn)一步提升了擴散氧化效果。采取離子注入技術(shù),可在任意位置置入雜質(zhì),再經(jīng)過低溫處理,便能得到擴散層。
3.5立體微電子封裝
在電子產(chǎn)品集成度不斷提升的情況下,微電子封裝已經(jīng)成為主流封裝技術(shù)。相對于傳統(tǒng)封裝技術(shù)而言,微電子封裝技術(shù)具有高性能、高密度的特征,具有更好的適用性及更高效率。從發(fā)展趨勢來看,未來微電子封裝技術(shù)將朝著少封裝、無封裝的方向發(fā)展,平面型封裝會逐漸轉(zhuǎn)向立體封裝。立體封裝是基于傳統(tǒng)微電子封裝技術(shù)發(fā)展而來[6]。立體封裝可將兩個及以上的芯片在單個封裝中進(jìn)行堆疊,即實現(xiàn)正方向上的多芯片堆疊。換句話說,立體封裝是一種典型的堆疊封裝技術(shù)。通過立體封裝能夠大幅度提升組裝密度,提升幅度可達(dá)200%至300%。目前立體封裝主要包括三種形式,即有源基板立體封裝、疊層立體封裝及埋置型立體封裝。上述三種封裝方式各具特點,適用于不同類型的芯片。
4結(jié)語
在微電子技術(shù)不斷發(fā)展的過程中,它的影響力變得愈來愈大,并逐漸成為了衡量國家科學(xué)技術(shù)實力的重要標(biāo)志,也體現(xiàn)了國家的綜合實力。未來,微電子技術(shù)還將具備更大的發(fā)展空間,它將成為引導(dǎo)人類社會發(fā)展、推動技術(shù)革命的重要因素。
參考文獻(xiàn)
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