大规模集成电路

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大规模混合集成电路(Large Scale Hybrid IC)

　　大规模集成电路由100个以上的门电路或1000个以上的晶体管、电阻等元件集成在一块晶片上，并互连成具有一个系统或一个分系统功能的集成电路。可用于电子表、计算器和微型计算机中。

　　集成电路根据它所包含的元器件数的多少来划分它的规模。集成电路所包含的元器件数也叫集成度。规模大小通常以集成度或每个芯片所含门数来划分。通常每个芯片所含元器件数在1000个以上或每个芯片所含门数在100门以上的，则称为大规模集成电路(LSD：芯片含元件数在10万至1千万或l万门至1百万门级的，称为超大规模集成电路(VLSD；含元件数千万至10亿或百万门至千万门级的，称为特大规模集成电路：含元件数超过10亿或千万门级以上的，称为巨大规模集成电路(LGSl)。

　　LSI技术主要包括电路设计技术、掩模制造技术、圆片加工技术、封装技术、电路测试技术及叫靠性技术等。

　　LSI是一个新兴的高新技术产业，除了具有高新技术产业的共同特点外，又有其本身的特点：

　　(1)渗透力强，附加价值高。LSI的发展渗透到国民经济的各个领域，带动了相关支撑产业的发展‘大规模集成电路从原材料加工到成为产品，价值大幅度提高。其应用改变了传统产品的结构，提高了性能、效果、功能和使用的可靠性，缩小了应用产品的体积，从而人大提高了这些产品的价值，充分体现了渗透力强、附加值高的特点。

　　(2)技术密集，信息含量大。LSI的集成度以每三年四倍的速率增长，目前典型的产品256MB位动态随机存取存储器(DRAM)单片电路的元件数已达5．6亿个，可存储2．5x108比特信息。LSI技术综合了各学科的最新成就，充分体现了硬科学和软科学的有机统一，是应用研究和基础研究的有机结合：也充分体现了技术密集、知识密集和人才密集的明显特点。

　　(3)市场敏感，更新周期快。由于电子整机需求和更新换代，牵引了LSI市场的发展，其产品的信息容量和处理速度等性能要求大大提高，推动了LSI的更新周期。LSI制造设备和丁艺技术的更新周期约为3-5年，其产品的换代周期为3-4年，这反过来又推动了电厂整机的更新换代。

　　(4)投资密集，经济效益好。LSI的设备和科研的投资费用很大，在向亚微米、深亚微米技术发展中，各种设备日趋高精度和自动化，而研制开发费用也大大提高，充分体现了一代技术，—-代设备，——代产品。LSI的竞争是设备和技术的竞争，只有持续不断地增大其投入，才能形成规模经济。也只有生产大规模化才能带来产品的低成本和低价格，才能参与同际竞争，才能产生很高的经济效益。

　　大规模集成电路技术难点如下：

　　(1)微细加丁技术。LSI对微细加工技术的要求越来越高，主要代表为光刻刻蚀技术。光刻适合0．5-0．25gm的线条光刻，准分子激光器产生的远紫外线光刻加工精度为0．35-0．25gm，移相曝光技术可实现0．12-0．08gm线宽的图形加工。电子束曝光主要用于掩模制作，也可用于0．3-0．1gm的电路图形加工。X线光刻是0．15gm干兆(G)位级DRAM的关键设备。离子束投影光刻可适应0．18gm以下4-16GBDRAM的需求。刻蚀技术将山等离子刻蚀、离子束刻蚀、光化学腐蚀等技术来完成。

　　(2)掺杂与退火技术。目前，低温掺杂技术的主要方法是离子注入技术、下行束注入技术等。退火技术除了常规热退火外，正在开发和应用的退火技术有激光退火(脉冲激光退火、连续门描激光退火)、电子束退火、微波辐射退火和加速热退火等。近几年来，快速热退火技术的发础非常迅速，已在VLSI芯片制作中广泛应用。

　　(3)多层布线及平坦化技术。多层布线和互连技术包括介质膜和余属的形成与腐蚀、平小化、接触孔阻挡层等工艺技术。以DRAM为例，16MB的DRAM布线层数达3—4层，64MB为4—5层。在双极电路中，最多要达到6层。由寸：多层互连，层间的介质隔离以及金届层的乎坦化技术也就成为关键技术。

　　(4)超薄膜成膜技术。LSI工艺中的薄膜形成技术有化学淀积、物理淀积及机械涂复等。