大規模集成電路

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大規模混合集成電路(Large Scale Hybrid IC)

　　大規模集成電路由100個以上的門電路或1000個以上的晶體管、電阻等元件集成在一塊晶片上，並互連成具有一個系統或一個分系統功能的集成電路。可用於電子錶、計算器和微型電腦中。

　　集成電路根據它所包含的元器件數的多少來劃分它的規模。集成電路所包含的元器件數也叫集成度。規模大小通常以集成度或每個晶元所含門數來劃分。通常每個晶元所含元器件數在1000個以上或每個晶元所含門數在100門以上的，則稱為大規模集成電路(LSD：晶元含元件數在10萬至1千萬或l萬門至1百萬門級的，稱為超大規模集成電路(VLSD；含元件數千萬至10億或百萬門至千萬門級的，稱為特大規模集成電路：含元件數超過10億或千萬門級以上的，稱為巨大規模集成電路(LGSl)。

　　LSI技術主要包括電路設計技術、掩模製造技術、圓片加工技術、封裝技術、電路測試技術及叫靠性技術等。

　　LSI是一個新興的高新技術產業，除了具有高新技術產業的共同特點外，又有其本身的特點：

　　(1)滲透力強，附加價值高。LSI的發展滲透到國民經濟的各個領域，帶動了相關支撐產業的發展‘大規模集成電路從原材料加工到成為產品，價值大幅度提高。其應用改變了傳統產品的結構，提高了性能、效果、功能和使用的可靠性，縮小了應用產品的體積，從而人大提高了這些產品的價值，充分體現了滲透力強、附加值高的特點。

　　(2)技術密集，信息含量大。LSI的集成度以每三年四倍的速率增長，目前典型的產品256MB位動態隨機存取存儲器(DRAM)單片電路的元件數已達5．6億個，可存儲2．5x108比特信息。LSI技術綜合了各學科的最新成就，充分體現了硬科學和軟科學的有機統一，是應用研究和基礎研究的有機結合：也充分體現了技術密集、知識密集和人才密集的明顯特點。

　　(3)市場敏感，更新周期快。由於電子整機需求和更新換代，牽引了LSI市場的發展，其產品的信息容量和處理速度等性能要求大大提高，推動了LSI的更新周期。LSI製造設備和丁藝技術的更新周期約為3-5年，其產品的換代周期為3-4年，這反過來又推動了電廠整機的更新換代。

　　(4)投資密集，經濟效益好。LSI的設備和科研的投資費用很大，在向亞微米、深亞微米技術發展中，各種設備日趨高精度和自動化，而研製開發費用也大大提高，充分體現了一代技術，—-代設備，——代產品。LSI的競爭是設備和技術的競爭，只有持續不斷地增大其投入，才能形成規模經濟。也只有生產大規模化才能帶來產品的低成本和低價格，才能參與同際競爭，才能產生很高的經濟效益。

　　大規模集成電路技術難點如下：

　　(1)微細加丁技術。LSI對微細加工技術的要求越來越高，主要代表為光刻刻蝕技術。光刻適合0．5-0．25gm的線條光刻，準分子激光器產生的遠紫外線光刻加工精度為0．35-0．25gm，移相曝光技術可實現0．12-0．08gm線寬的圖形加工。電子束曝光主要用於掩模製作，也可用於0．3-0．1gm的電路圖形加工。X線光刻是0．15gm乾兆(G)位級DRAM的關鍵設備。離子束投影光刻可適應0．18gm以下4-16GBDRAM的需求。刻蝕技術將山等離子刻蝕、離子束刻蝕、光化學腐蝕等技術來完成。

　　(2)摻雜與退火技術。目前，低溫摻雜技術的主要方法是離子註入技術、下行束註入技術等。退火技術除了常規熱退火外，正在開發和應用的退火技術有激光退火(脈衝激光退火、連續門描激光退火)、電子束退火、微波輻射退火和加速熱退火等。近幾年來，快速熱退火技術的發礎非常迅速，已在VLSI晶元製作中廣泛應用。

　　(3)多層佈線及平坦化技術。多層佈線和互連技術包括介質膜和餘屬的形成與腐蝕、平小化、接觸孔阻擋層等工藝技術。以DRAM為例，16MB的DRAM佈線層數達3—4層，64MB為4—5層。在雙極電路中，最多要達到6層。由寸：多層互連，層間的介質隔離以及金屆層的乎坦化技術也就成為關鍵技術。

　　(4)超薄膜成膜技術。LSI工藝中的薄膜形成技術有化學澱積、物理澱積及機械塗復等。