(完整版)第1章微细加工与MEMS技术引论.ppt

微细加工与MEMS技术教材：
《微电子制造科学原理与工程技术》，StephenA.Campbell，电子工业出版社微细加工技术的涉及面极广，具有“大科学”的性质，其发展将依赖于基础材料、器件物理、工艺原理、精密光学、电子光学、离子光学、化学、计算机技术、超净和超纯技术、真空技术、自动控制、精密机械、冶金化工等方面的成果。
微细加工技术的应用十分广泛，主要应用于微电子器件、集成电路以及微机电系统（MEMS）的制造。
加工尺度：亚毫米~纳米量级。
加工单位：微米~原子或分子线度量级（10–10m）。
第一台通用电子计算机：ENIAC（
ElectronicNumericalIntegratorandCalculator）
1946年2月14日
MooreSchool，Univ.ofPennsylvania
19,000个真空管组成1947年12月23日第一个晶体管，NPNGe晶体管。
W.Schokley，J.Bardeen，W.Brattain晶体管的剖面图1958年第一块集成电路：TI公司的Kilby，12个器件（两个晶体管、两个电容和八个电阻），Ge晶片RobertNoyce
(罗伯特.诺依斯)半导体产业发展史上的几个里程碑集成电路发展简史
58年，锗IC
59年，硅IC
61年，SSI（10~100个元件/芯片），RTL
62年，MOSIC，TTL，ECL
63年，CMOSIC
64年，线性IC65年，MSI（100~3000个元件/芯片）
69年，CCD
70年，LSI（3000~10万个元件/芯片），1KDRAM
71年，8位MPUIC，4004
72年，4KDRAM，I2LIC
77年，VLSI（10万~300万个元件/芯片），64KDRAM，
16位MPU
80年，256KDRAM，2m
84年，1MDRAM，1m
85年，32位MPU，M6802086年，ULSI（300万~10亿个元件/芯片），
4MDRAM(8×106,91mm2,0.8m,150mm)，
于89年开始商业化生产，95年达到生产顶峰。主要工
艺技术：g线（436nm）步进光刻机、1:10投影曝光、
负性胶正性胶、各向异性干法腐蚀、LOCOS元件
隔离技术、LDD结构、浅结注入、薄栅绝缘层、多晶
硅或难熔金属硅化物、多层薄膜工艺等。88年，16MDRAM（3×107,135mm2,0.5m,200mm），
于92年开始商业化生产，97年达到生产顶峰。主要
工艺技术：i线（365nm）步进光刻机、选择CVD工艺、
多晶硅化物、难熔金属硅化物多层布线、接触埋入、
化学机械抛光（CMP）工艺等。91年，64MDRAM（1.4×108,198mm2,0.35m,200mm），
于94年开始商业化生产，99年达到生产顶峰。主要
工艺技术：i线步进光刻机、相移掩模技术、低温平
面化工艺、全干法低损伤刻蚀、加大存储电容工艺、
增强型隔离、RTP/RTA工艺、高性能浅结、CMP
工艺、生产现场粒子监控工艺等。92年，256MDRAM（5.6×108,400mm2,0.25m,200mm），
于98年开始商业化生产，2002年达到生产顶峰。
主要工艺技术：准分子激光（248nm）步进光刻机、
相移掩模技术、无机真空兼容全干法光刻胶、
<0.1m浅结、低温工艺和全平坦化工艺、CVDAl、
Cu金属工艺、生产全面自动化等。95年，GSI（>10亿个元件/芯片），
1GDRAM（2.2×109,700mm2,0.18m,200mm），
2000年开始商业化生产，2004年达到生产顶峰。
主要工艺技术：X射线光刻机、超浅结（0.05m）、
高介电常数铁电介质工艺、SiC异质结工艺、现场
真空连接工艺、实时控制工艺的全面自动化等。Intel,PentiumIII二、集成电路的发展规律
集成电路工业发展的一个重要规律即所谓摩尔定律。
Intel公司的创始人之一戈登·摩尔先生在1965年4月19日发表于《电子学杂志》上的文章中提出，集成电路的能力将每年翻一番。1975年，他对此提法做了修正，称集成电路的能力将每两年翻一番。
摩尔定律最近的表述：在价格不变的情况下，集成电路芯片上的晶体管数量每18个月翻一番，即每3年乘以4。关键尺寸(CD)的发展1971年，Intel的第一个微处理器4004：10微米工艺，仅包含2300多只晶体管；
2010年，Intel的最新微处理器Corei7：32纳米工艺，包含近20亿只晶体管。据报道，英特尔将于2011年底推出采用22nm工艺的MPU，包含近290亿只晶体管；
英特尔预计建设、装备22nm工艺工厂的资本支出将增加到90亿美元；
英特尔将联合三星、东芝等厂商进行10nm制造工艺研发，在2016年之前三大巨头将会升级到10