趙智彪，許志，利定東（應(yīng)用材料中國公司，上海浦東張江高科技園區(qū)張江路368號(hào)，201203）摘要：本文概述了低介電常數(shù)材料（low k materials）的特點(diǎn)、分類及其在集成電路工藝中的應(yīng)用。指出了應(yīng)用低介電常數(shù)材料的必然性，最后舉例說明了低介電常數(shù)材料依然是當(dāng)前集成電路工藝研究的重要課題，并展望了其發(fā)展前景。 關(guān)鍵詞：低介電常數(shù)材料，集成電路工藝 中圖分類號(hào)：tn304 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：1003-353x(2004)02-0004-0311引言 半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了新材料、新技術(shù)的不斷進(jìn)步，也使得半導(dǎo)體工業(yè)成長為工業(yè)界不可忽視的力量。隨著線寬的不斷減小、晶體管密度的不斷提升，越來越多的人把目光投向了低介電常數(shù)材料在超大規(guī)模集成電路中的應(yīng)用。當(dāng) intel，ibm，amd，motorola，infineon，tsmc以及umc等公司相繼宣布將在0.13 mm及其以下的技術(shù)中使用低介電常數(shù)材料時(shí)，對(duì)低介電常數(shù)材料（low k materials）及其工藝集成的研究，就逐漸成為半導(dǎo)體集成電路工藝的又一重要分支。 在集成電路工藝中，有著極好熱穩(wěn)定性、抗?jié)裥缘亩趸瑁╯io2）一直是金屬互聯(lián)線路間使用的主要絕緣材料。而金屬鋁（al）則是芯片中電路互聯(lián)導(dǎo)線的主要材料。然而，隨著集成電路技術(shù)的進(jìn)步，具有高速度、高器件密度、低功耗以及低成本的芯片越來越成為超大規(guī)模集成電路制造的主要產(chǎn)品。此時(shí)，芯片中的導(dǎo)線密度不斷增加，導(dǎo)線寬度和間距不斷減小，互聯(lián)中的電阻（r）和電容（ c）所產(chǎn)生的寄生效應(yīng)越來越明顯。圖1是集成工藝技術(shù)與信號(hào)傳輸延遲的關(guān)系。由圖可見，隨著集成工藝

              在同步設(shè)計(jì)中，通常采用時(shí)間延時(shí)平衡的方法來保證復(fù)位信號(hào)到達(dá)各個(gè)觸發(fā)器的時(shí)間相同。這樣需要加很多的延時(shí)緩沖器，對(duì)芯片的面積、功耗和成本等關(guān)鍵指標(biāo)帶來嚴(yán)重的影響，同時(shí)增加了大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性。本文提出了一種適用于大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)的復(fù)位方法，該方法采用簡單電路設(shè)計(jì)，可以不用加入延時(shí)平衡緩沖器，大大降低了芯片設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，同時(shí)降低芯片的面積、功耗和成本等。隨著集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，單芯片電路的設(shè)計(jì)規(guī)模越來越大，設(shè)計(jì)復(fù)雜度也相應(yīng)地越來越高。目前，在集成電路設(shè)計(jì)中，特別是以SoC(片上系統(tǒng))芯片為代表的大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)中，通常都采用同步時(shí)序設(shè)計(jì)方法，即芯片內(nèi)部的所有觸發(fā)器都工作于相同的時(shí)鐘信號(hào)，而且觸發(fā)器狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)也都發(fā)生在同一時(shí)刻。      圖2：延時(shí)的復(fù)位信號(hào)時(shí)序圖。          同步時(shí)序設(shè)計(jì)方法要求芯片內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)芯片內(nèi)部各個(gè)觸發(fā)器的時(shí)間一致。實(shí)際上，由于時(shí)鐘信號(hào)到達(dá)各個(gè)觸發(fā)器所經(jīng)歷路徑的不同，將會(huì)導(dǎo)致各個(gè)觸發(fā)器上時(shí)鐘信號(hào)的延時(shí)都不太一致。為了保證時(shí)鐘沿到達(dá)各個(gè)觸發(fā)器的時(shí)間相同，設(shè)計(jì)人員通常需要對(duì)時(shí)鐘經(jīng)歷的各個(gè)路徑時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償，即進(jìn)行時(shí)鐘樹的平衡。 同樣的，在芯片復(fù)位電路的設(shè)計(jì)中，復(fù)位信號(hào)的延時(shí)也將會(huì)對(duì)電路的數(shù)字邏輯產(chǎn)生影響。如圖1所示的電路，由于三個(gè)不同的電路模塊的復(fù)位信號(hào)輸

                              集成電路是采用專門的設(shè)計(jì)技術(shù)和特殊的集成工藝，把構(gòu)成半導(dǎo)體電路的晶體管、二極管、電阻、電容等基本元器件，制作在一塊半導(dǎo)體單晶片（例如硅或砷化鎵）或絕緣基片上，能完成特定功能或者系統(tǒng)功能的電路集合。超大規(guī)模集成電路是指集成度（每塊芯片所包含的元器件數(shù)）大于10的集成電路。         

四川虹微技術(shù)有限公司日前成功研發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)超大規(guī)模集成電路高速驗(yàn)證加速平臺(tái)(FPGA)。據(jù)悉，該平臺(tái)系統(tǒng)是世界上第一批、亞洲第一個(gè)采用全球最大規(guī)模的Virtex-5 FPGA進(jìn)行設(shè)計(jì)的超大規(guī)模集成電路高速驗(yàn)證加速平臺(tái)。它的研發(fā)成功，突破了快速芯片開發(fā)應(yīng)用的最大技術(shù)瓶頸，今年下半年，基于該平臺(tái)自主研發(fā)的長虹數(shù)字音視頻處理“阿波羅”芯片產(chǎn)品將亮相。 “編寫一套芯片設(shè)計(jì)軟件，能不能用、好不好用，需要一臺(tái)電腦來試運(yùn)行測試，平臺(tái)就相當(dāng)于可用來測試的電腦?！焙缥⒐拒浖O(jiān)督莫北健說，此次研發(fā)成功的超大規(guī)模集成電路高速驗(yàn)證加速平臺(tái)可支持千萬門級(jí)別芯片設(shè)計(jì)及仿真技術(shù)，提升了開發(fā)超大規(guī)模集成電路芯片的核心競爭力。據(jù)悉，顯示屏制造和芯片設(shè)計(jì)能力一直是制約我國平板電視產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大瓶頸?！按舜窝邪l(fā)成功的平臺(tái)，不僅會(huì)節(jié)省研發(fā)成本，更重要的是，還擺脫了國外對(duì)同領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的封鎖?！彪S著該平臺(tái)的產(chǎn)業(yè)化，國產(chǎn)電視將由此擺脫芯片設(shè)計(jì)長期依賴于技術(shù)、設(shè)備進(jìn)口的窘境。 據(jù)介紹，基于超大規(guī)模集成電路高速驗(yàn)證加速平臺(tái)自主研發(fā)設(shè)計(jì)的數(shù)字音視頻處理SoC芯片——“阿波羅”芯片，將用于長虹彩電、PMP媒體播放器、流媒體等消費(fèi)類電子領(lǐng)域。預(yù)計(jì)今年下半年，擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的長虹“阿波羅”芯片產(chǎn)品將亮相消費(fèi)ic37。

我市超大規(guī)模集成電路及相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的專業(yè)園區(qū)將落戶西麗留仙洞。昨日記者從市建筑工務(wù)署獲悉，總投資約16億元的留仙洞超大規(guī)模集成電路園項(xiàng)目正在加緊建設(shè)，預(yù)計(jì)工程于2008年竣工。 據(jù)市建筑工務(wù)署有關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，位于南山西麗留仙洞的超大規(guī)模集成電路園項(xiàng)目主要包括三個(gè)單項(xiàng)工程，即場平工程、片區(qū)路網(wǎng)市政工程及土石方運(yùn)輸專用通道工程。該項(xiàng)目將通過移山造地、興建園區(qū)配套設(shè)施引進(jìn)高科技企業(yè)入駐。目前，中興通訊公司已入園施工，包括TCL、IBM等在內(nèi)的知名高新企業(yè)也紛紛考察該項(xiàng)目，并有意進(jìn)駐。 據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，留仙洞超大規(guī)模集成電路園項(xiàng)目是我市高新技術(shù)園區(qū)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶的組成部分，隨著中興通訊等高科技企業(yè)的相繼入駐，對(duì)深圳超大規(guī)模集成電路產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢必起到巨大的推動(dòng)作用。 據(jù)了解，園區(qū)建設(shè)涉及到大量的土石方運(yùn)輸。為了減少外運(yùn)的土石方數(shù)量，各設(shè)計(jì)部門進(jìn)行科學(xué)論證，在不影響整體使用功能的前提下，將東側(cè)主山體原設(shè)計(jì)標(biāo)高平均提高了3.5至4米，在減少170萬立方米土石方爆破外運(yùn)量的同時(shí)，還節(jié)省政府投資約1億元。 為完成大面積的土石方外運(yùn)，同時(shí)將土石方運(yùn)輸對(duì)市政環(huán)境和市政交通的影響減少到最低程度，目前，沿平南鐵路西側(cè)正在修建一條從留仙洞至前海填海區(qū)的專用運(yùn)輸通道，以減少土方運(yùn)輸污染環(huán)境及對(duì)交通的影響。 該通道起點(diǎn)位于茶光路與留仙洞片區(qū)1號(hào)路交叉口，終點(diǎn)在平南鐵路南頭1號(hào)小橋附近，全長3.859公里。目前，專用通道的建設(shè)已完成30％。此外，該項(xiàng)目片區(qū)還將新建興建1、2、3、4號(hào)路，為城市次干道，明年場區(qū)內(nèi)路網(wǎng)將全部竣工交付使用。 （來源深圳商報(bào)）

高純雙氧水是半導(dǎo)體生產(chǎn)中不可缺少的配套材料，過去這一產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口，如今這一歷史宣告結(jié)束。10月24日，國內(nèi)首家生產(chǎn)高純電子雙氧水企業(yè)―－蘇瑞電子材料有限公司在蘇州吳中經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)落成投產(chǎn)，主要生產(chǎn)的100ppt級(jí)別高純雙氧水為8-12英寸IC企業(yè)提供配套。 蘇瑞電子材料有限公司由比利時(shí)蘇威公司和蘇州電子材料廠合資建辦。比利時(shí)蘇威公司是一家國際化工及制藥企業(yè)，雙氧水生產(chǎn)能力及市場占有率全球第一，其中高純雙氧水市場占有率全球前三。蘇州電子材料廠在國內(nèi)微電子材料企業(yè)中獨(dú)占鰲頭，主要生產(chǎn)IC配套的光刻膠及各類化學(xué)試劑，公司自主研發(fā)的“超大規(guī)模集成電路用193納米光刻膠”項(xiàng)目，列為國家“863”科技攻關(guān)項(xiàng)目。 此次兩公司強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，主要生產(chǎn)100ppt級(jí)別高純雙氧水等產(chǎn)品，初期年生產(chǎn)能力為2000噸，主要為超大規(guī)模集成電路配套。據(jù)了解，“蘇瑞公司”采用的是“比利時(shí)蘇威”最新的專利技術(shù)，該技術(shù)目前處于世界領(lǐng)先水平。“新一代”蘇威高純雙氧水的精湛之處在于工藝流程更加緊湊、高效，即在實(shí)現(xiàn)同等產(chǎn)能的前提下，可以將工廠建得更為小巧。

PQFP100片式大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路框架，是集成電路引線框架各品種中的高檔產(chǎn)品，具有尺寸精度高、鍍層均勻、耐熱性能好、結(jié)構(gòu)緊湊合理、封裝芯片系列齊全等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、通信、家電、軍事科技等領(lǐng)域，在國際和國內(nèi)市場上有著廣泛的應(yīng)用前景，是片式大規(guī)模/超大規(guī)模集成電路引線框架市場的主流產(chǎn)品。該產(chǎn)品在制造過程中，采用高速精密沖裁工藝、卷對(duì)卷連續(xù)局部噴鍍銀工藝和打沉切斷工藝生產(chǎn)完成。其中沖裁和電鍍生產(chǎn)線均采用國際先進(jìn)設(shè)備和工藝。

(電子市場網(wǎng)訊) 近日，烽火網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)的國家“863超大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)專項(xiàng)”―― “高性能以太網(wǎng)交換機(jī)及網(wǎng)絡(luò)接口卡核心芯片開發(fā)”通過專家組驗(yàn)收，并對(duì)烽火網(wǎng)絡(luò)所做的成績和努力做出了充分的肯定。至此，烽火網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)的國家863計(jì)劃信息技術(shù)領(lǐng)域通信技術(shù)重大專項(xiàng)項(xiàng)目畫上了完滿的句號(hào)。由烽火網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)的“高性能以太網(wǎng)交換機(jī)及網(wǎng)絡(luò)接口卡核心芯片開發(fā)”項(xiàng)目，在兩年多時(shí)間里，對(duì)以太網(wǎng)二、三層交換體系結(jié)構(gòu)及其核心單元總體結(jié)構(gòu)，查表轉(zhuǎn)發(fā)、快速過濾、隊(duì)列調(diào)度等關(guān)鍵部分的算法和PCI管理接口單元電路以及大規(guī)模高速率邏輯單元的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了開發(fā)和研究。目前國內(nèi)以太網(wǎng)交換機(jī)廠商基本采用國外廠商提供的交換芯片來設(shè)計(jì)交換機(jī)，國內(nèi)廠商在千兆以上速率的以太網(wǎng)交換芯片電路設(shè)計(jì)方面還處于起步階段。烽火網(wǎng)絡(luò)成功的完成此863課題，使其在高速以太網(wǎng)交換的電路設(shè)計(jì)研發(fā)方面處于國內(nèi)領(lǐng)先的地位。該課題的實(shí)現(xiàn)對(duì)掌握具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)，對(duì)維護(hù)國家網(wǎng)絡(luò)安全有著重要意義。據(jù)了解，通過該項(xiàng)目烽火網(wǎng)絡(luò)目前已經(jīng)具有了數(shù)據(jù)交換方面的門級(jí)電路設(shè)計(jì)項(xiàng)目的能力，并掌握了高速以太網(wǎng)二、三層交換的核心技術(shù)，積累了大量以太網(wǎng)電路設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)，并申報(bào)了三項(xiàng)國家專利。烽火網(wǎng)絡(luò)正利用該課題積累的技術(shù)，結(jié)合市場需求將在明年推出一款具有交換和過濾功能的媒體轉(zhuǎn)換芯片。

記者昨日從市建筑工務(wù)署獲悉，總投資為16億元的留仙洞超大規(guī)模集成電路園項(xiàng)目已全面展開，該園區(qū)建成后，將成為我市的集成電路及相關(guān)產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)的專業(yè)園區(qū)。 據(jù)了解，西麗留仙洞超大規(guī)模集成電路園項(xiàng)目，將成為我市重要高新技術(shù)園區(qū)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)帶的組成部分。該項(xiàng)目共包括三個(gè)單項(xiàng)工程，即場平工程、片區(qū)路網(wǎng)市政工程及土石方運(yùn)輸專用通道工程。 據(jù)市建筑工務(wù)署的相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，該項(xiàng)目的場平工程分為A、B、C和越華石場等四個(gè)地塊，總土石方約為3460萬立方米，預(yù)計(jì)在2008年全面完成。目前，A地塊的場平工程已竣工；B地塊中，已完成爆破和運(yùn)輸工程的招標(biāo)工作，并累計(jì)完成土石方爆破外運(yùn)約430萬立方米；C地塊、越華石場已完成施工圖的設(shè)計(jì)工作。 該項(xiàng)目的片區(qū)路網(wǎng)工程主要包括建設(shè)1、2、3、4號(hào)路，為城市次干道，道路總長4.98公里，預(yù)計(jì)在明年3月底竣工。按工程常規(guī)應(yīng)先場平后修道路，根據(jù)市政府要求，為支持高新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，工程建設(shè)已打破常規(guī)，先行建設(shè)由中興通訊工業(yè)園廠區(qū)通往宿舍區(qū)的1、2、3號(hào)路部分路段。

集成電路是采用專門的設(shè)計(jì)技術(shù)和特殊的集成工藝，把構(gòu)成半導(dǎo)體電路的晶體管、二極管、電阻、電容等基本元器件，制作在一塊半導(dǎo)體單晶片（例如硅或砷化鎵）或絕緣基片上，能完成特定功能或者系統(tǒng)功能的電路集合。超大規(guī)模集成電路是指集成度（每塊芯片所包含的元器件數(shù)）大于10的集成電路。

半導(dǎo)體集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展推動(dòng)了新材料、新技術(shù)的不斷進(jìn)步，也使得半導(dǎo)體工業(yè)成長為工業(yè)界不可忽視的力量。隨著線寬的不斷減小、晶體管密度的不斷提升，越來越多的人把目光投向了低介電常數(shù)材料在超大規(guī)模集成電路中的應(yīng)用。當(dāng)Intel，IBM，AMD，Motorola，Infineon，TSMC以及UMC等公司相繼宣布將在0.13mm及其以下的技術(shù)中使用低介電常數(shù)材料時(shí)，對(duì)低介電常數(shù)材料（Lowkmaterials）及其工藝集成的研究，就逐漸成為半導(dǎo)體集成電路工藝的又一重要分支。 在集成電路工藝中，有著極好熱穩(wěn)定性、抗?jié)裥缘亩趸瑁⊿iO2）一直是金屬互聯(lián)線路間使用的主要絕緣材料。而金屬鋁（Al）則是芯片中電路互聯(lián)導(dǎo)線的主要材料。然而，隨著集成電路技術(shù)的進(jìn)步，具有高速度、高器件密度、低功耗以及低成本的芯片越來越成為超大規(guī)模集成電路制造的主要產(chǎn)品。此時(shí)，芯片中的導(dǎo)線密度不斷增加，導(dǎo)線寬度和間距不斷減小，互聯(lián)中的電阻（R）和電容（C）所產(chǎn)生的寄生效應(yīng)越來越明顯。圖1是集成工藝技術(shù)與信號(hào)傳輸延遲的關(guān)系。由圖可見，隨著集成工藝技術(shù)的提高（線寬的減?。苫ヂ?lián)引起的信號(hào)延遲也就成為制約芯片性能提升的重要因素。 當(dāng)器件尺寸小于0.25mm后，克服阻容遲滯（RCDelay）而引起的信號(hào)傳播延遲、線間干擾以及功率耗散等，就成為集成電路工藝技術(shù)發(fā)展不可回避的課題。金屬銅（Cu）的電阻率（~1.7mW·cm）比金屬鋁的電阻率（～2.7mW·cm）低約40%。因而用銅線替代傳統(tǒng)的鋁線就成為集成電路工藝發(fā)展的必然方向。如今，銅線工藝已經(jīng)發(fā)展成為集成電路工藝的重要領(lǐng)域。與此同時(shí)，低介電常數(shù)材料替代傳統(tǒng)絕緣材料