单片集成电路可靠性设计
发布时间:2012/4/20 20:01:50 访问次数:1182
单片集成电路(以下简称集成电路)是采用UCT4404半导体制作工艺,在一块较小的单晶硅片上制作许多晶体管及电阻器、电容器等电子元器件,并按照多层布线或遂道布线的方法将电子元器件组合成完整的电子电路。它在电路中用字母“IC”(也有用文字符号“N”等)表示。硅集成电路的发展方向是集成度提高、圆片直径增大、特征尺寸减少、互连线层数增多等。其主要规律是每个芯片上的晶体管数每年增加so%,或每3.5年增加4倍;特征尺寸(沟道长度)、门延迟、连线的步经(线宽十间距)每年减少13%。目前国际上单片集成电路的加工工艺已经采用90nm、65nm的技术。
分类方法
集成电路可以按照不同的方式分类。
①按集成规模分可分为小规模集成电路(SSI);中规模集成电路(MSI);大规模集成电路( LSI);超大规模集成电路(VLSI);特大规模集成电路(USLI);巨大规模集成电路(GSI)。
表2.1给出了集成电路规模的划分规则。所谓“门”是基本的二输入与非门来衡量的。通常集成电路的规模是等效成“门”来衡量的。
②按应用领域分可分为民用消费类集成电路;工业投资类集成电路(包括计算机、数据处理类、通信类、机电类、能源交通类等);军用集成电路;航空航天类集成电路。
③按功能分可分为数字集成电路(包括逻辑集成电路、存储器集成电路、微处理器集成电路);模拟集成电路(如各类放大器、模拟乘法器,模拟开关等);数字一模拟混合集成电路(如A/D、D/A转换器等);其他集成电路(如光电集成电路、传感器集成电路、超导集成电路等)。
④按应用性质分可分为通用集成电路;专用集成电路( ASIC),ASIC又分为定制IC(全定制IC,半定制IC)、标准专用IC(ASSP)、现场可编程器件(FPGA,FPLD等)。
⑤按速度、功率分可分为频率类集成电路(射频、中频、视频、音频lC,HF、VHF、UHF、微波IC);开关类集成电路(中低频、高速、超高速IC,纳秒、皮秒IC等);微功耗集成电路;频率一功率集成电路(低频大功率、高频大功率、微波功率IC);低噪声集成电路(低频低噪声、高频低噪声、微波低噪声IC)。
⑥按照器件结构可分为双极型集成电路(TTL、ECL、模拟IC等);MOS集成电路(PMOS,NMOS、E/D MOS、CMOS等);双极-MOS兼容集成电路(BIMOS、BICMOS)。
⑦按照工艺材料可分为混合集成电路(包括薄膜、厚膜、薄厚膜、多芯片组装/二次等集成电路);单片集成电路(包括硅和砷化镓集成电路)。
⑧按集成的规模和内容可分为一般集成电路和系统集成(SOC)。
单片集成电路(以下简称集成电路)是采用UCT4404半导体制作工艺,在一块较小的单晶硅片上制作许多晶体管及电阻器、电容器等电子元器件,并按照多层布线或遂道布线的方法将电子元器件组合成完整的电子电路。它在电路中用字母“IC”(也有用文字符号“N”等)表示。硅集成电路的发展方向是集成度提高、圆片直径增大、特征尺寸减少、互连线层数增多等。其主要规律是每个芯片上的晶体管数每年增加so%,或每3.5年增加4倍;特征尺寸(沟道长度)、门延迟、连线的步经(线宽十间距)每年减少13%。目前国际上单片集成电路的加工工艺已经采用90nm、65nm的技术。
分类方法
集成电路可以按照不同的方式分类。
①按集成规模分可分为小规模集成电路(SSI);中规模集成电路(MSI);大规模集成电路( LSI);超大规模集成电路(VLSI);特大规模集成电路(USLI);巨大规模集成电路(GSI)。
表2.1给出了集成电路规模的划分规则。所谓“门”是基本的二输入与非门来衡量的。通常集成电路的规模是等效成“门”来衡量的。
②按应用领域分可分为民用消费类集成电路;工业投资类集成电路(包括计算机、数据处理类、通信类、机电类、能源交通类等);军用集成电路;航空航天类集成电路。
③按功能分可分为数字集成电路(包括逻辑集成电路、存储器集成电路、微处理器集成电路);模拟集成电路(如各类放大器、模拟乘法器,模拟开关等);数字一模拟混合集成电路(如A/D、D/A转换器等);其他集成电路(如光电集成电路、传感器集成电路、超导集成电路等)。
④按应用性质分可分为通用集成电路;专用集成电路( ASIC),ASIC又分为定制IC(全定制IC,半定制IC)、标准专用IC(ASSP)、现场可编程器件(FPGA,FPLD等)。
⑤按速度、功率分可分为频率类集成电路(射频、中频、视频、音频lC,HF、VHF、UHF、微波IC);开关类集成电路(中低频、高速、超高速IC,纳秒、皮秒IC等);微功耗集成电路;频率一功率集成电路(低频大功率、高频大功率、微波功率IC);低噪声集成电路(低频低噪声、高频低噪声、微波低噪声IC)。
⑥按照器件结构可分为双极型集成电路(TTL、ECL、模拟IC等);MOS集成电路(PMOS,NMOS、E/D MOS、CMOS等);双极-MOS兼容集成电路(BIMOS、BICMOS)。
⑦按照工艺材料可分为混合集成电路(包括薄膜、厚膜、薄厚膜、多芯片组装/二次等集成电路);单片集成电路(包括硅和砷化镓集成电路)。
⑧按集成的规模和内容可分为一般集成电路和系统集成(SOC)。