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1、2013/2集成电路版图设计集成电路版图设计吉新村吉新村教教3-100（10）课程目标招聘职位：【海思】版图工程师招聘人数：3人工作地点：上海岗位职责：协同电路设计人员完成产品设计，责模块级和TOP级版图布局和设计、负责版图的物理验证、寄生参数提取及tapeout工作.招聘要求：1、全日制本科及以上学历，微电子、半导体物理等相关专业，具有大中型芯片设计、半导体制造、电子类企业/研究所，或业务强相关企业的研发类芯片开发经验。2、熟练使用cadance、mentor、springsoft、synopsys等EAD软件；熟练使用Unix/Linux系统,以及工作环境的建立；具有一定的修改lvs/dr

2、c验证文件的能力；熟练使用assure、calibre进行版图验证和寄生参数提取；课程目标模拟IC版图工程师应聘条件：1.有CMOS，BIPOLAR和DMOS等工艺版图经验，能熟练使用cadence等版图工具进行版图、DRC、LVS等工作;2.深刻理解CMOS和BIPOLAR工艺,ESD保护电路,LATCHUP的产生机制;3.进行集成电路（主要是模拟电路部分）的版图设计。进行版图的DRC、LVS规则检查，提取版图的寄生参数;4.熟知Unix操作系统者优先。要求：1：本科以上学历2：2年以上工作经验3：良好的英语沟通和书写能力4：良好的人际沟通能力。参考文献模拟：1、模拟电路版图的艺术AlanH

3、astings著张为等译电子工业出版社（实践性好）2、“集成电路版图基础”ChristophetSaint,JudySaint著李伟华，孙伟锋译清华大学出版社数字(感兴趣可看看，不要求)1、专用集成电路设计实用教程虞希清著，浙江大学出版社2、高级ASIC芯片综合Bhatnagar著张文俊译，清华大学出版社锗多晶材料制备的点接触晶体管锗多晶材料制备的点接触晶体管19471947年圣诞前夕，贝尔实验室年圣诞前夕，贝尔实验室 肖克利肖克利(William Shockley)(William Shockley)和他的和他的两助手布拉顿两助手布拉顿(Water Brattain(Water Bratta

4、in、巴丁（、巴丁（John bardeen)John bardeen)在贝尔实在贝尔实验室工作时发明了世界上第一个点接触型晶体管验室工作时发明了世界上第一个点接触型晶体管 19561956年的诺贝尔年的诺贝尔物理学奖物理学奖1959年第一块集成电路：年第一块集成电路：TI公司的公司的Kilby，12个器件，个器件，Ge晶片晶片Jack KilbyJack Kilby诺贝尔物理学奖（诺贝尔物理学奖（诺贝尔物理学奖（诺贝尔物理学奖（20002000年）得主年）得主年）得主年）得主摩尔定律摩尔定律：当价格不变时，：当价格不变时，集成电路集成电路上可容纳的上可容纳的晶体管晶体管数目，约每隔数目，约每

5、隔18个个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。月便会增加一倍，性能也将提升一倍。CMOS工艺特征尺寸发展进程工艺特征尺寸发展进程 0.80.80.35m0.35m称为亚称为亚微米，微米，0.25m0.25m及其以下称为及其以下称为深亚微米深亚微米 ，0.18 m0.18 m以下为超深以下为超深亚微米，亚微米，0.05m0.05m及其以下称及其以下称为纳米级为纳米级 1957年年1999200120032005200820102012120um180nm130nm90nm65nm45nm32nm22nmvIntel 公司第一代公司第一代CPU4004电路规模：电路规模：2300个晶体管个晶体管生产

6、工艺：生产工艺：10um最快速度：最快速度：108KHz插槽类型：插槽类型：LGA 2011 CPU主频：主频：3.3GHz 最大睿频：最大睿频：3.9GHz 制作工艺：制作工艺：32纳米纳米 二级缓存：二级缓存：6*256KB 三级缓存：三级缓存：15MB 核心数量：六核心核心数量：六核心 十二线程十二线程 核心代号：核心代号：Sandy Bridge热设计功耗热设计功耗(TDP)：130W 适用类型：台式机适用类型：台式机 倍频：倍频：36倍倍 内核电压：内核电压：0.6-1.35V 复习复习电子、空穴电子、空穴PN结、结电容结、结电容MOS管、电流电压、阈值电压、晶体管结构管、电流电压、

7、阈值电压、晶体管结构.NPN，PNP晶体管、晶体管、beta值值?器件结构类型器件结构类型集成度集成度电路的功能电路的功能应用领域应用领域集成电路的分类集成电路的分类 按器件结构类型分类按器件结构类型分类BipolarBipolar：NPN PNPNPN PNPCMOS CMOS：互补互补MOS NMOS+PMOSMOS NMOS+PMOSBiCMOS BiCMOS：Bipolar+CMOSBipolar+CMOSBCD Bipolar+CMOS+DMOSBCD Bipolar+CMOS+DMOS集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目集成度：每块集成电路芯片中包含的元器件数目类别数字集成电

8、路模拟集成电路MOSIC双极ICSSI1021002000300ULSI107109GSI109 按集成度分类按集成度分类数模混合集成电路数模混合集成电路(Digital-Analog IC)：例如例如 数模数模(D/A)转换器和模数转换器和模数(A/D)转换器等。转换器等。按电路功能分类按电路功能分类数字集成电路数字集成电路(Digital IC)：是指处理数字信号的集成电路，即采用二进制方式进是指处理数字信号的集成电路，即采用二进制方式进行数字计算和逻辑函数运算的一类集成电路。行数字计算和逻辑函数运算的一类集成电路。模拟集成电路模拟集成电路(Analog IC)：是指处理模拟信号是指处理模

9、拟信号(连续变化的信号连续变化的信号)的集成电路，的集成电路，通常又可分为线性集成电路和非线性集成电路通常又可分为线性集成电路和非线性集成电路：线性集成电路：又叫放大集成电路，如运算放大器、电线性集成电路：又叫放大集成电路，如运算放大器、电压比较器、跟随器等。压比较器、跟随器等。非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路。非线性集成电路：如振荡器、定时器等电路。v标准通用集成电路标准通用集成电路 通通用用集集成成电电路路是是指指不不同同厂厂家家都都在在同同时时生生产产的的用用量量极极大大的的标标准准系系列列产产品品。这这类类产产品品往往往往集集成成度度不不高高，然然而而社社会会需求量大，通用性强。

10、需求量大，通用性强。按应用领域分类按应用领域分类v专用集成电路专用集成电路 根据某种电子设备中特定的技术要求而专门设计的根据某种电子设备中特定的技术要求而专门设计的集成电路简称集成电路简称ASIC（Application Specific Integrated Circuit)，其特点是集成度较高功能较多，功耗较小，封，其特点是集成度较高功能较多，功耗较小，封装形式多样。装形式多样。1.特征尺寸特征尺寸 (Feature Size)/（Critical Dimension）特征尺寸定义为器件中最小线条宽度特征尺寸定义为器件中最小线条宽度(对对MOS器件而言，通常指器件栅极所决定的沟道长度器件而

11、言，通常指器件栅极所决定的沟道长度)描述集成电路工艺技术水平的描述集成电路工艺技术水平的三个技术指标三个技术指标减小特征尺寸是提高集成度、改进器件性能的关键。减小特征尺寸是提高集成度、改进器件性能的关键。特征尺寸的减小主要取决于光刻技术的改进。特征尺寸的减小主要取决于光刻技术的改进。集成电路的特征尺寸向深亚微米发展，目前国内的规模化生产是集成电路的特征尺寸向深亚微米发展，目前国内的规模化生产是0.18m、0.13m工艺，工艺，Intel目前目前Core i7 3770 工艺工艺22 nm。当前主流当前主流8英寸英寸 12英寸晶圆。英寸晶圆。1 inch=2.54 cm尺寸从尺寸从2吋吋12吋成

12、比例增加的晶圆吋成比例增加的晶圆 2.晶圆直径晶圆直径(Wafer Diameter)第 1 课集成电路工艺基础术语Wet cleans 清洗清洗Photolithography 光刻光刻Ion implantation(in which dopants are embedded in the wafer creating regions of increased(or decreased)conductivity)离子注入离子注入Dry etching 干法刻蚀干法刻蚀Wet etching湿法刻蚀湿法刻蚀Plasma ashing 等离子刻蚀等离子刻蚀Thermal treatments

13、热处理热处理Rapid thermal anneal Furnace anneals Thermal oxidation Chemical vapor deposition(CVD)Physical vapor deposition(PVD)Molecular beam epitaxy(MBE)Electrochemical deposition(ECD).Chemical-mechanical planarization(CMP)Wafer testingWafer backgrinding(wafer减薄减薄)Die preparation Wafer mounting 晶圆贴膜晶圆贴膜D

14、ie cutting 芯片切割芯片切割IC packaging 封装封装Die attachment 芯片固定芯片固定 IC bonding Wire bonding Thermosonic bonding Flip chip Wafer bonding Tab bonding IC encapsulation 塑封塑封Baking 烘烤烘烤Plating 电镀电镀Laser marking 激光打标激光打标Trim and form 弯脚成型弯脚成型IC testing 1 晶体生长晶体生长2 wafer晶圆晶圆2022/11/1226化炉氧化物生长氧化物生长SiO212英英寸寸氧氧化化扩扩

15、散散炉炉氧化扩散炉装片氧化扩散炉装片300mm LPCVD Silicon Nitride12英寸氧英寸氧化扩散炉化扩散炉取片工序取片工序（已生长（已生长Si3N4）2022/11/1230 扩散炉与氧化炉基本相同，只是将要掺入的杂质如P或B的源放入炉管内。扩散分为两步：STEP1 预淀积：将浓度很高的一种杂质元素P或B淀积在硅片表面。STEP2 推进：在高温、高压下，使硅片表面的杂质扩散到硅片内部。扩散扩散 离子注入离子注入离子注入离子注入2022/11/1233淀积工艺主要用于在硅片表面上淀积一层材料，如金属铝、多晶硅及磷硅玻璃PSG等。1、金属化工艺 淀积铝也称为金属化工艺，它是在真空设

16、备中进行的。在硅片的表面形成一层铝膜。淀积工艺淀积工艺2022/11/12342、淀积多晶硅淀积多晶硅一般采用化学汽相淀积（LPCVD）的方法。利用化学反应在硅片上生长多晶硅薄膜。适当控制压力、温度并引入反应的蒸汽，经过足够长的时间，便可在硅表面淀积一层高纯度的多晶硅。淀积PGS与淀积多晶硅相似，只是用不同的化学反应过程，这里不一一介绍了。采用采用 在在700C的高温下，使其分解：的高温下，使其分解：化学汽相化学汽相沉积沉积CVD化学汽化学汽相沉积相沉积CVD 2022/11/1237淀积铝淀积铝2022/11/1238钝化工艺钝化工艺在在集集成成电电路路制制作作好好以以后后，为为了了防防制制外外部部杂杂质质，如如潮潮气气、腐腐蚀蚀性性气气体体、灰灰尘尘侵侵入入硅硅片片，通通常常在在硅硅片片表表面面加加上上一一层层保保护护膜膜，称为钝化。称为钝化。目目前前，广广泛泛采采用用的的是是氮氮化化硅硅做做保保护护膜膜，其其加加工工过过程程是是在在450C以以下下的的低低温温中中，利利用用高高频频放放电电，使使SiN4 和和 NH3 气气体体分解，从而形成氮化硅而落在硅片上。分解，从而形成氮化硅