集成电路制造工艺技术现状与发展趋势

集成电路制造工艺技术现状与发展趋势

黄引驰

身份证： 3302811990****0096

摘要：集成电路是电子工业和信息社会的基础.金属氧化物半导体结构的场效应晶体管是构成当前集成电路的部件的基本结构，目前绝大多数集成电路都是基于金属氧化物半导体等互补器件。自集成电路进入测量生产以来，提高集成电路性能最重要的手段就是尺寸微收缩。 

关键词：集成电路；制造技术；发展；

前言：在自然界中，硅只是一种富含氧元素的物质。由于其良好的物理性能，半导体已成为制造集成电路的主要材料。硅半导体制造技术在集成电路制造中占主导地位，特别是超大规模集成电路。在可预见的未来，快速发展的硅半导体制造技术仍将占据主导地位。 

一、集成电路制造工艺技术现状

1.集成电路的发展速度。在集成电路工业中，采用最小线路宽度（或特征尺寸）来估计集成电路生产过程的发展水平，可以从集成电路制造中获得，以及硅单晶板的直径和电容，可以存储为动态内存访问。集成电路技术的发展是按照摩尔定律进行的：动态随机存储器的集成程度每18个月翻一番。在集成电路生产方面，通过增加芯片尺寸和减小特性尺寸，提高了单个芯片的集成程度。如果评价MOP晶体管集成电路制造技术的发展和前景，在未来五年内，集成电路的性能尺寸每三年下降30%的趋势将继续下去；集成器件密度（每平方厘米晶体管数）每三年增加80%；线路的最小宽度将达到0.07μm，DRAM将达到64GB。

2.集成电路是高科技行业的典型代表，自成立以来，该行业就注定不能像其他传统行业那样自发地进行研究和开发，政府必须参与和支持这一进程。客观地说，中国芯片和集成电路的生产，是由一群从国外回来的人或研究机构。在所有民用产品中，集成电路设备是最先进的，我们看到的是物质制造机器，但实际上，这是高质量光电和材料融合的结果。集成电路和芯片生产的基础研究的性质决定了政府对领导力和支持的参与。由于过去几年国内资本市场的发展不足，只能通过中央政府的资金提供支持。商业发展需要强大的团队、与市场的紧密联系、自主的基础技术和强大的金融潜力。集成电路企业必须被设计成参与国际竞争，因此它们必须按照国际惯例行事，例如免除备件进口税。中国想要发展，我们就无法实现整体竞争力的提高。

二、发展趋势

1.光刻技术。光刻学是集成电路显微结构处理技术的关键。在集成电路的生产过程中，不同胶片层和合成区的光刻至关重要。一般来说，光刻图像的数量和所需面具的数量表明生产过程是多么困难。通常情况下，集成电路生产线的技术水平会使用特定的尺寸来评估。一些国际技术，主要的芯片制造商，被广泛用于设计和制造超大规模的集成电路。35 M线宽和大规模生产的能力，允许产生数亿元素的集成电路(例如64米DRAM，达到1.28亿)。我们在0。35 M的设计、制造和配件技术完全实现了“中国制造龙”。目前，生产特性的大小为零。集成电路25 M，设备选择完成，生产开始。光学石刻技术现在可以生成0。25微米的集成电路。照相石刻通常使用精确的自动石刻法，暴露源使用紫外线。在紫色的光源下面。芯片工厂将逐步引入DUV电路打印系统(深紫外线)，作为最先进的半导体制造技术。之后64 mb, 256 DRAM技术进入生产阶段,集成电路用光学射线付诸实施(基于分子365 nm)和激光束248纳米的激光波长Kr F和F用分子激光源,以及Ar 193nm波长和使用“相位光掩模”独特的大小,以0。25在m阶段的特征大小为0。接下来的小阶段将集中在较短的波长上寻找暴露源。与此同时，在DRAM磁带上显示的两个邻近中心之间的距离是100纳米。下一代将使用什么光刻技术?紫外线(uf)、电子束发射、x射线投影和离子发射，使用相对较短的波长134纳米。目前的研究表明，157 nm使用5%氦和纯氦氟的激光光源制造光学投影系统，比例为1:40，选择高纯度卡夫卡晶体作为透明材料。3米厚的聚乙烯苯酚，作为一种防腐剂，可以达到0。8 M是照片石刻的特征大小。这可能是迄今为止达到的最高精度。通过技术和散射角度来说有限投影电子束超高,忍耐力腐蚀,用于商业用途的化学与远紫外线光刻放大器,要求低于100 nm校准等领域中,临界尺寸,曝光控制等。这些技术也变成0生产手段。13 M是一个强大的集成电路候选人，但仍在试验中。在投影电子束和紫外线光谱学的角度限制下的积分电路下，离子投影光谱学是更合适的选择。它可以在不使用分辨率技术的情况下，使用组合面具和标准照明技术，将30纳米绝缘芯片转移到30纳米绝缘芯片上。如果最小的固有尺寸是35 M。假设我们保持目前的技术进步速度，每三年更新一代人，每个芯片上都有1000兆比特的DRAM内存。

2.掺杂技术。在生产超大规模集成电路时，最重要的融合方法是传统的扩散方法和更先进的离子植入方法。由于离子植入技术提供了更好的杂质轮廓，以及有效和精确地控制注入式杂质集中的分布，它现在是制造超大集成电路所需的最重要的合金化技术。随着集成电路的宽度越来越窄，未来离子注入技术的主要发展方向将是高能量(400 kv，甚至更高)，低能量用于离子植入。

3.刻蚀技术方法。随着集成电路芯片的大小越来越小，速度越来越快，二氧化硅层也变得越来越薄，越来越接近物理极限。当二氧化硅层厚度小于3纳米时，其绝缘能力就会丧失，使得电子能够产生隧道效应或通过邻近的格栅泄漏。因此被嵌入系统分子束为结晶沉积钛锶硅片上而不是通常的二氧化硅制成的场效应晶体管。技术沉积薄膜蒸发电子方法和雾化集成电路构成的两个主要技术目前气相沉积薄膜。这两种技术，特别是电子束抛射技术，提供了比CV D低的连续涂层，因此pvd的应用仅限于在超大集成电路中使用金属薄膜。改进磁带中心是如何提高覆盖和填充金属雾化阶段的能力，使传统的铝和钛或硝化钛喷洒方法不因技术的持续发展而被其他方法所取代。下一个喷洒级技术的发展目标之一是沉积一个可靠而持久的薄膜。半导体技术,除了延续沉积方法开发板尺寸超过200毫米,主要集中于寻找新的材料被围困的沉积和开发新技术,以及改进和简化技术台阶覆盖薄膜沉积,降低反应温度和损害血浆和改善沉积，目前安全技术接近实际阶段的沉淀。由于集成电路芯片中设备的不断缩小，不同膜的厚度越来越薄，板块的直径越来越大，蚀刻时的选择性和内部腐蚀的均匀性越来越重要。5 M的技术将普通干燥腐蚀的几何值提高到极限。在下面的技术中，应用程序仍然是一个相当复杂的技术领域。在未来，为了维护更大的稳定，需要提供更高水平的控制和诊断，以及实时反馈控制，以提高可靠性和减少维护时间。目前，用于等离子消融的控制只是有限的。基于实时模式来确定等离子体和平板的自动反馈控制允许保持最佳的技术效果。计算机模拟等离子体过程的各个方面有助于更好地理解腐蚀机制，并提高系统开发的设计能力和能力。超大规模集成电路的技术，从100万到100万的部件，主要是围绕过程开发的过去主导着双极技术，并在超大集成电路中找到了合适的位置。有趣的是，双极技术在战略上利用竞争对手的技术向前推进，即离子注入、外延增长和多晶体硅沉积的新发展使双极晶体管能够产生超细的基础。

结论:现代信息社会的主要技术是微电子技术，而硅半导体材料仍然是微电子的主要来源。大直径单晶硅板的生产是提高集成电路一体化程度的基础，对点和次生缺陷的控制仍将面临严重问题。超大规模集成电路的生产技术是一项正在发展的技术。只有掌握先进技术才能在竞争中占据市场。随着一些新材料、新细节原则和新半导体技术的进一步发展，集成电路技术将不断提高到新的峰值。

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