[note] 微电子学概论(4) 芯片制造流程

制造流程

定义芯片的功能

了解时代的需求

往往不是我们

  • 六七十年代:CPU(由于算力低)

Intel 正是因为准确定义了时代的需求而从存储器转战移动CPU从而获得了成功

  • 八九十年代:通信芯片(通信行业的发展,RF等)
  • 近二十年:显卡/GPU

芯片的行为描述

利用状态机对芯片的行为进行描述,相当于软件编程前的框图设计。

设计和调试

行为仿真

相当于软件调试中的黑盒测试

逻辑设计

利用门级电路实现前述的逻辑行为,相当于软件编码。或者是导演的工作

门级仿真

检验对门级电路中信号对状态的是否正确描述。相当于白盒测试。

版图设计

将电路中不同功能层次在平面图上用矩形块表示出来。
这里正式脱离了软件流程的类比。

制造

掩模版

先前的平面图由于质软、易失等原因,不适用于直接在硅片上作图。

将电路图形转移到半导体材料上

光刻胶在掩模版的指导下,划分出被刻蚀和不刻蚀的区域,利用光刻胶的性质在硅片上留下的图形。

测试和封装

光刻技术 Photo lithography

光刻三大要素

光刻胶

光致抗蚀剂:受到特定波长光线的作用后,化学结构发生变化,使得光刻胶在某些特定溶液中的溶解特性发生改变。可以作为刻蚀或例子注入的保护层。
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掩模版

首先将电路设计转换为版图,然后将版图复制到玻璃板上。
结合光刻胶和光刻流程可以理解它的作用。

光刻系统

通过缩微光路将图形缩小以后,复制在光刻胶上的系统
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光刻的性能指标

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其他挑战

光源的波长限制

特征尺寸小于14纳米以后,需要EUV光源

邻近效应的影响

  • 线条边缘粗糙
  • 图形扭曲—所见非所得

一个可行的解决办法是OPC(光学临近修正技术)
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产出率不足

EUV尽管采用反射镜,但能量利用效率较低,所以产出率是一个问题。

关于‘xxx’nm的说明

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