集成电路和大规模集成电路

一、集成电路的概念在过去很长时间里,各种电子电路都是由一个个分立的电子元件构成的．制作者把有源元件（如电子管、晶体三极管等）和无源元件（如电阻、电容、电感等）用金属导线一个一个地焊接起来,组成一个有一定电学功能的电子电路．这样的电子电路体积大。制作时耗费工时多,电路的寄生参量大;由于焊点多,可靠性也差．这样的电路是不可能满足像今天的许多功能齐全、性能优良、极其复杂的电路系统的要求的．多少年来?...     

超大规模集成电路工艺技术研究室

中国科学院微电子中心超大规模集成电路工艺技术研究室是微电子中心从事超大规模集成电路(VLSI)工艺技术研究的实验室,在国内     

超大规模集成电路的科学

以硅为基体的超大规模集成电路(VLSI)的出现,是我们时代重大的技术事件之一.这一技术是在以前的科学知识基础上发展起来的,这里物理学起了主要作用. 目前全世界VSLI研究的大多数课题是使硅能继续发展,少数课题是寻找新材料或改变硅工艺.由于对材料、工艺以及它们在VSLI制作和使用过程中存在的极端条件下的相互影响缺乏基本了解,使这方面的进展受到严重限制.这些条件包括:急剧变化的浓度梯度、占支配地位的界面现象、强电场、在热处理过程中保持材料远离热平衡的成分以及对缺陷的极度敏感.目前可靠性的标准是:各个元件和互连必须耐用,例…     

X射线光刻与超大规模集成电路

当前,集成电路正在向超大规模集成电路发展,预期在１９８５年到１９９０年间超大规模集成电路设计中将采用线宽为１至０．５微米的电路几何图形加工工艺（即亚微米工艺）．这将使电路成本大大下降,例如采用２微米线条,存储器每位成本为３２００微美分,采用１．５微米线条,成本为１９２５微美分,采用０．５微米线条,成本则下降至８４微美分．由于这样明显的经济效益,超大规模集成电路所需的各种技术正在迅速发展,其中?...     

大规模集成电路和短沟道效应

自从１９６０年仙童公司首次宣布制成单块集成电路以来,集成电路技术得到了迅速发展．集成度由最初的每片十几个元件发展到现在的每片数百万元件以上,如图１（ａ）所示,１９７５年前集成度平均每年翻一番,１９７５年后逐步下降为每两年翻一番,同时出现了超大规模集成电路（＞１０万元件／片）．随集成度的增加,单个元件的尺寸必然不断减小,最细线宽也由最初几＋μｍ下降到１μｍ,如图１（ｂ）所示,平均每年下降１３％?...     

超大规模集成电路光学光刻技术的现状与展望

光学光刻是目前超大规模集成电路(VLSI)制备中主要的微米和亚微米的图形加工技术,这一技术将继续保持其主导地位成为90年代VLSI发展的关键。本文综述了近年来光学光刻工艺的发展,主要介绍了G线(436nm)、Ⅰ线(365nm)和准分子激光光刻的现状,并对实现高的光学光刻分辨率所必须解决的透镜设计、套准精度和像场面积等问题作了详细描述。最后展望了发展方向、     

超大规模集成电路互连电迁移自由体积电阻模型

将晶核析出的Avrami 方程应用于描述超大规模集成电路中金属Al薄膜互连电迁移过程中电阻的演变. 根据电子散射理论，晶界电阻主要起源于晶界处空位或者空洞对电子的散射. 为了描述这些离子的特征，引入了自由体积的概念，将晶界处电子散射这个复杂的过程简化用自由体积的有效散射截面来描述，从而建立了自由体积与电阻变化的定量关系，统一描述了电迁移过程中不同阶段的电阻变化. 数值模拟结果表明，在第一个空洞成核时刻电阻会发生急剧变化，这一结果已被实验所证实. 关键词： 电迁移 Al互连 电阻变化     

大规模集成电路总剂量效应测试方法初探

提出了初步的大规模集成电路总剂量效应测试方法。在监测器件和电路功能参数的同时，监测器件功耗电流的变化情况，分析数据错误与器件功耗电流变化的关系及其总剂量效应机理。给出了大规模集成电路：静态随机存取存储器（SRAM）、电擦除电编程只读存储器（EEPROM）、闪速存储器（FLASH ROM）和微处理器（CPU）的⁶⁰Co γ总剂量效应实验的结果. 关键词： 测试方法 总剂量效应 大规模集成电路     

超大规模集成电路波导光互连技术的现状与前景

介绍超大规模集成电路(VLSI)波导(?)互连技术的最新进展,并预测其发展方向,以及如阿解决存在的实际问题。     

超大规模集成电路的一些材料物理问题(Ⅰ) --Cu互连和金属化

21世纪初,超大规模集成电路(ULSI)的特征尺寸将由150hm逐代缩至50nm.文章以100nmULSI器件为主,简要介绍与互连相关的一些材料物理问题,其中包括Cu互连、金属化及低介电常数介质.     

大规模集成电路抗辐射性能无损筛选方法

空间辐射环境会对电子器件产生辐射损伤。由于商用器件性能普遍优于抗辐射加固器件,所以从商用器件中筛选出抗辐射性能优异的器件将在一定程度上提高空间电子系统的可靠性。结合数学回归分析与物理应力实验的方法,研究了集成电路抗辐射性能无损筛选技术。通过不同的外界能量注入及总剂量辐照实验,探究电路典型参数的应变情况与电路耐辐射性能的关系,并确定其辐射敏感参数;建立预测电路抗辐射性能的多元线性回归方程,并对应力条件下的回归方程进行辐照实验验证。结果显示,物理应力实验与数学回归分析结合的筛选方法减小了实验值与预测值的偏差,提高了预估方程的拟合优度和显著程度,使预估方程处于置信区间。     

大规模集成电路抗辐射性能无损筛选方法

空间辐射环境会对电子器件产生辐射损伤。由于商用器件性能普遍优于抗辐射加固器件,所以从商用器件中筛选出抗辐射性能优异的器件将在一定程度上提高空间电子系统的可靠性。结合数学回归分析与物理应力实验的方法,研究了集成电路抗辐射性能无损筛选技术。通过不同的外界能量注入及总剂量辐照实验,探究电路典型参数的应变情况与电路耐辐射性能的关系,并确定其辐射敏感参数;建立预测电路抗辐射性能的多元线性回归方程,并对应力条件下的回归方程进行辐照实验验证。结果显示,物理应力实验与数学回归分析结合的筛选方法减小了实验值与预测值的偏差,提高了预估方程的拟合优度和显著程度,使预估方程处于置信区间。     

大规模集成电路中子和γ射线综合电离辐照效应研究

 研究了反应堆中子和γ射线综合辐照环境下CMOS工艺大规模集成电路的电离辐照效应。通过对80C196KC20和PSD501B1两种不同芯片在该环境下开展综合辐照试验,发现总的静态电流增长不明显。对试验结果综合分析得出：在反应堆的综合辐照环境下,中子电离效应较弱,并且由于中子位移效应引起载流子迁移率降低和载流子浓度降低,使得总的静态电流下降,从而抵消中子和γ射线综合电离导致的静态电流增长。     

超大规模集成电路的一些材料物理问题（I）——Cu互连和金属化

21世纪初，超大规模集成电路（ULSI）的特征尺寸将由150nm逐代缩至50nm。文章以100nmULSI器件为主，简要介绍与互连相关的一些材料物理问题，其中包括Cu互连、金属化及低介电常数介质。     

大规模集成电路中子和γ射线综合电离辐照效应研究

研究了反应堆中子和γ射线综合辐照环境下CMOS工艺大规模集成电路的电离辐照效应。通过对80C196KC20和PSD501B1两种不同芯片在该环境下开展综合辐照试验,发现总的静态电流增长不明显。对试验结果综合分析得出：在反应堆的综合辐照环境下,中子电离效应较弱,并且由于中子位移效应引起载流子迁移率降低和载流子浓度降低,使得总的静态电流下降,从而抵消中子和γ射线综合电离导致的静态电流增长。     

表征超大规模集成电路互连纳米薄膜硬度特性的声表面波的频散特性

利用声表面波(SAW)的频散特性来表征超大规模集成电路(ULSI)互连系统中低介电常数(k)薄膜的物性具有准确、快速、对材料无损伤等突出优点.研究了Si(100)衬底上淀积低k薄膜的分层结构中，SAW沿任意方向传播的色散关系.引入坐标变换后，单层薄膜特征矩阵从9阶降到6阶，双层薄膜特征矩阵从15阶降到10阶，大幅度提高了计算速度，有利于生产ULSI过程中的在线监测. 关键词： 超大规模集成电路 声表面波 传输方向 频散特性     

超大规模集成电路的一些材料物理问题（Ⅱ）—尺寸缩小带来的巨大挑战

随着CMOS技术缩至100nm或更小，在CMOS器件结构，接触电阻以及大直径硅晶片等方面均遇到一些材料物理的巨大挑战。     

超大规模集成电路的一些材料物理问题(Ⅱ)──尺寸缩小带来的巨大挑战

随着CMOS技术缩至 10 0nm或更小 ,在CMOS器件结构、接触电阻以及大直径硅晶片等方面均遇到一些材料物理的巨大挑战 .     

激子集成电路

美国物理学家制造了一种基于激子的新型集成电路,在电路中光信号不转变为电信号,而是被转化成一种叫做“激子”（exciton）的准粒子．在超低温下,当一个光子被半导体吸收时会产生由一个电子和一个空穴绑定而成的激子,而这种激子在重新转化成光信号之前可以方便地被半导体器件处理．器件的制造者美国的物理学教授列奥尼德·布托夫（Leonid Butov）认为这种晶体管集成电路将会是未来新型计算机的基础．     

多级离散小波变换的高效超大规模集成架构

设计了一种单时钟域内低级展开、高级折叠的多级离散小波变换架构;采用横向三输入扫描方式,基于9/7离散小波变换提升算法,设计第1级离散小波变换模块;根据第2级离散小波变换的时钟周期与有效输入数据之比,设计半折叠的第2级离散小波变换模块;将第3级及更高级的离散小波变换的架构折叠到第2级离散小波变换架构上,从而降低了硬件资源的消耗。结果表明:对于大小为512 pixel×512 pixel的经3级离散小波变换处理的输入图像,所提架构的硬件效率比其他现有架构提高了57.1%以上。