集成電路工藝(integrated circuit technique)這一概念最早出現(xiàn)于20世紀50年代末至60年代初,當時主要采用硅平面技術和薄膜與厚膜技術來實現(xiàn)。集成電路工藝可分為單片集成電路工藝、薄膜集成電路工藝和厚膜集成電路工藝。
單片工藝
單片集成電路工藝是利用一系列平面工藝技術完成半導體單片集成電路的制造。隨著集成電路的發(fā)展,平面工藝技術也在不斷進步,出現(xiàn)了諸如離子注入摻雜、微細加工技術、超高真空分子束外延技術、化學汽相淀積工藝等多種新技術。
薄膜工藝
薄膜集成電路工藝的特點在于其所有元件和互連線都采用厚度小于1微米的金屬、半導體、金屬氧化物、多種金屬混合相、合金或絕緣介質薄膜,并通過真空蒸發(fā)工藝、濺射工藝和電鍍等工藝層層疊加而成。薄膜集成電路中的晶體管通常采用薄膜工藝制作,材料結構有薄膜場效應硫化鎘和硒化鎘晶體管等形式。然而,由于薄膜晶體管的可靠性較差,目前尚未能廣泛應用。
厚膜工藝
厚膜集成電路工藝則是通過絲網印刷工藝將電阻、介質和導體涂料沉積在氧化鋁、氧化鈹陶瓷或碳化硅襯底上。厚膜電路的膜層厚度一般在7至40微米之間。厚膜集成電路的實際應用同樣采用混合工藝,即將厚膜工藝與其他工藝相結合,以提高組裝密度和適用范圍。
工藝特點
單片集成電路、薄膜集成電路和厚膜集成電路各自具備不同的特點,能夠相互補充。對于需求量大的通用電路和標準電路,適合采用單片集成電路工藝。而對需求量較小或者非標準的電路,則更適合選擇混合工藝。厚膜集成電路因其工藝設備簡單、設計靈活、生產周期短等特點,在高壓、大功率和對無源元件精度要求不高的電路中有廣泛應用。此外,厚膜電路易于實現(xiàn)多層布線,使其在更復雜的應用領域中也有優(yōu)勢。
工藝發(fā)展
單片集成電路工藝不僅追求更高的集成度,還在向大功率、線性、高頻電路和模擬電路方向發(fā)展。盡管如此,在微波集成電路、較大功率集成電路等領域,薄膜、厚膜混合集成電路仍具有明顯的優(yōu)勢。在實際應用中,常常會綜合運用不同類型的單片集成電路和厚膜、薄膜集成工藝,以便構建更為復雜的電路系統(tǒng)。
參考資料 >
集成電路工藝基礎.百度學術搜索.2024-11-02
集成電路工藝模擬軟件SSUPREM4的校驗.百度學術搜索.2024-11-02
高性能模擬集成電路工藝技術.百度學術搜索.2024-11-02