赵智彪，许志，利定东（应用材料中国公司，上海浦东张江高科技园区张江路368号，201203）摘要：本文概述了低介电常数材料（low k materials）的特点、分类及其在集成电路工艺中的应用。指出了应用低介电常数材料的必然性，最后举例说明了低介电常数材料依然是当前集成电路工艺研究的重要课题，并展望了其发展前景。 关键词：低介电常数材料，集成电路工艺 中图分类号：tn304 文献标识码：a 文章编号：1003-353x(2004)02-0004-0311引言 半导体集成电路技术的飞速发展推动了新材料、新技术的不断进步，也使得半导体工业成长为工业界不可忽视的力量。随着线宽的不断减小、晶体管密度的不断提升，越来越多的人把目光投向了低介电常数材料在超大规模集成电路中的应用。当 intel，ibm，amd，motorola，infineon，tsmc以及umc等公司相继宣布将在0.13 mm及其以下的技术中使用低介电常数材料时，对低介电常数材料（low k materials）及其工艺集成的研究，就逐渐成为半导体集成电路工艺的又一重要分支。 在集成电路工艺中，有着极好热稳定性、抗湿性的二氧化硅（sio2）一直是金属互联线路间使用的主要绝缘材料。而金属铝（al）则是芯片中电路互联导线的主要材料。然而，随着集成电路技术的进步，具有高速度、高器件密度、低功耗以及低成本的芯片越来越成为超大规模集成电路制造的主要产品。此时，芯片中的导线密度不断增加，导线宽度和间距不断减小，互联中的电阻（r）和电容（ c）所产生的寄生效应越来越明显。图1是集成工艺技术与信号传输延迟的关系。由图可见，随着集成工艺

              在同步设计中，通常采用时间延时平衡的方法来保证复位信号到达各个触发器的时间相同。这样需要加很多的延时缓冲器，对芯片的面积、功耗和成本等关键指标带来严重的影响，同时增加了大规模集成电路设计的复杂性。本文提出了一种适用于大规模集成电路设计的复位方法，该方法采用简单电路设计，可以不用加入延时平衡缓冲器，大大降低了芯片设计的复杂度，同时降低芯片的面积、功耗和成本等。随着集成电路设计技术的发展，单芯片电路的设计规模越来越大，设计复杂度也相应地越来越高。目前，在集成电路设计中，特别是以SoC(片上系统)芯片为代表的大规模集成电路设计中，通常都采用同步时序设计方法，即芯片内部的所有触发器都工作于相同的时钟信号，而且触发器状态的翻转也都发生在同一时刻。      图2：延时的复位信号时序图。          同步时序设计方法要求芯片内部时钟信号到达芯片内部各个触发器的时间一致。实际上，由于时钟信号到达各个触发器所经历路径的不同，将会导致各个触发器上时钟信号的延时都不太一致。为了保证时钟沿到达各个触发器的时间相同，设计人员通常需要对时钟经历的各个路径时进行补偿，即进行时钟树的平衡。 同样的，在芯片复位电路的设计中，复位信号的延时也将会对电路的数字逻辑产生影响。如图1所示的电路，由于三个不同的电路模块的复位信号输

                              集成电路是采用专门的设计技术和特殊的集成工艺，把构成半导体电路的晶体管、二极管、电阻、电容等基本元器件，制作在一块半导体单晶片（例如硅或砷化镓）或绝缘基片上，能完成特定功能或者系统功能的电路集合。超大规模集成电路是指集成度（每块芯片所包含的元器件数）大于10的集成电路。         

四川虹微技术有限公司日前成功研发出具有自主知识产权超大规模集成电路高速验证加速平台(FPGA)。据悉，该平台系统是世界上第一批、亚洲第一个采用全球最大规模的Virtex-5 FPGA进行设计的超大规模集成电路高速验证加速平台。它的研发成功，突破了快速芯片开发应用的最大技术瓶颈，今年下半年，基于该平台自主研发的长虹数字音视频处理“阿波罗”芯片产品将亮相。 “编写一套芯片设计软件，能不能用、好不好用，需要一台电脑来试运行测试，平台就相当于可用来测试的电脑。”虹微公司软件监督莫北健说，此次研发成功的超大规模集成电路高速验证加速平台可支持千万门级别芯片设计及仿真技术，提升了开发超大规模集成电路芯片的核心竞争力。据悉，显示屏制造和芯片设计能力一直是制约我国平板电视产业发展的两大瓶颈。“此次研发成功的平台，不仅会节省研发成本，更重要的是，还摆脱了国外对同领域先进技术的封锁。”随着该平台的产业化，国产电视将由此摆脱芯片设计长期依赖于技术、设备进口的窘境。 据介绍，基于超大规模集成电路高速验证加速平台自主研发设计的数字音视频处理SoC芯片——“阿波罗”芯片，将用于长虹彩电、PMP媒体播放器、流媒体等消费类电子领域。预计今年下半年，拥有完全自主知识产权的长虹“阿波罗”芯片产品将亮相消费ic37。

我市超大规模集成电路及相关产品开发和生产的专业园区将落户西丽留仙洞。昨日记者从市建筑工务署获悉，总投资约16亿元的留仙洞超大规模集成电路园项目正在加紧建设，预计工程于2008年竣工。 据市建筑工务署有关负责人介绍，位于南山西丽留仙洞的超大规模集成电路园项目主要包括三个单项工程，即场平工程、片区路网市政工程及土石方运输专用通道工程。该项目将通过移山造地、兴建园区配套设施引进高科技企业入驻。目前，中兴通讯公司已入园施工，包括TCL、IBM等在内的知名高新企业也纷纷考察该项目，并有意进驻。 据业内人士分析，留仙洞超大规模集成电路园项目是我市高新技术园区和高新技术产业带的组成部分，随着中兴通讯等高科技企业的相继入驻，对深圳超大规模集成电路产业发展势必起到巨大的推动作用。 据了解，园区建设涉及到大量的土石方运输。为了减少外运的土石方数量，各设计部门进行科学论证，在不影响整体使用功能的前提下，将东侧主山体原设计标高平均提高了3.5至4米，在减少170万立方米土石方爆破外运量的同时，还节省政府投资约1亿元。 为完成大面积的土石方外运，同时将土石方运输对市政环境和市政交通的影响减少到最低程度，目前，沿平南铁路西侧正在修建一条从留仙洞至前海填海区的专用运输通道，以减少土方运输污染环境及对交通的影响。 该通道起点位于茶光路与留仙洞片区1号路交叉口，终点在平南铁路南头1号小桥附近，全长3.859公里。目前，专用通道的建设已完成30％。此外，该项目片区还将新建兴建1、2、3、4号路，为城市次干道，明年场区内路网将全部竣工交付使用。 （来源深圳商报）

高纯双氧水是半导体生产中不可缺少的配套材料，过去这一产品主要依赖进口，如今这一历史宣告结束。10月24日，国内首家生产高纯电子双氧水企业―－苏瑞电子材料有限公司在苏州吴中经济开发区落成投产，主要生产的100ppt级别高纯双氧水为8-12英寸IC企业提供配套。 苏瑞电子材料有限公司由比利时苏威公司和苏州电子材料厂合资建办。比利时苏威公司是一家国际化工及制药企业，双氧水生产能力及市场占有率全球第一，其中高纯双氧水市场占有率全球前三。苏州电子材料厂在国内微电子材料企业中独占鳌头，主要生产IC配套的光刻胶及各类化学试剂，公司自主研发的“超大规模集成电路用193纳米光刻胶”项目，列为国家“863”科技攻关项目。 此次两公司强强联合，主要生产100ppt级别高纯双氧水等产品，初期年生产能力为2000吨，主要为超大规模集成电路配套。据了解，“苏瑞公司”采用的是“比利时苏威”最新的专利技术，该技术目前处于世界领先水平。“新一代”苏威高纯双氧水的精湛之处在于工艺流程更加紧凑、高效，即在实现同等产能的前提下，可以将工厂建得更为小巧。

PQFP100片式大规模/超大规模集成电路框架，是集成电路引线框架各品种中的高档产品，具有尺寸精度高、镀层均匀、耐热性能好、结构紧凑合理、封装芯片系列齐全等特点。广泛应用于计算机、通信、家电、军事科技等领域，在国际和国内市场上有着广泛的应用前景，是片式大规模/超大规模集成电路引线框架市场的主流产品。该产品在制造过程中，采用高速精密冲裁工艺、卷对卷连续局部喷镀银工艺和打沉切断工艺生产完成。其中冲裁和电镀生产线均采用国际先进设备和工艺。

(电子市场网讯) 近日，烽火网络承担的国家“863超大规模集成电路设计专项”―― “高性能以太网交换机及网络接口卡核心芯片开发”通过专家组验收，并对烽火网络所做的成绩和努力做出了充分的肯定。至此，烽火网络承担的国家863计划信息技术领域通信技术重大专项项目画上了完满的句号。由烽火网络承担的“高性能以太网交换机及网络接口卡核心芯片开发”项目，在两年多时间里，对以太网二、三层交换体系结构及其核心单元总体结构，查表转发、快速过滤、队列调度等关键部分的算法和PCI管理接口单元电路以及大规模高速率逻辑单元的设计、实现进行了开发和研究。目前国内以太网交换机厂商基本采用国外厂商提供的交换芯片来设计交换机，国内厂商在千兆以上速率的以太网交换芯片电路设计方面还处于起步阶段。烽火网络成功的完成此863课题，使其在高速以太网交换的电路设计研发方面处于国内领先的地位。该课题的实现对掌握具有自主知识产权的网络交换技术，对维护国家网络安全有着重要意义。据了解，通过该项目烽火网络目前已经具有了数据交换方面的门级电路设计项目的能力，并掌握了高速以太网二、三层交换的核心技术，积累了大量以太网电路设计方面的经验，并申报了三项国家专利。烽火网络正利用该课题积累的技术，结合市场需求将在明年推出一款具有交换和过滤功能的媒体转换芯片。

记者昨日从市建筑工务署获悉，总投资为16亿元的留仙洞超大规模集成电路园项目已全面展开，该园区建成后，将成为我市的集成电路及相关产品研发和生产的专业园区。 据了解，西丽留仙洞超大规模集成电路园项目，将成为我市重要高新技术园区和高新技术产业带的组成部分。该项目共包括三个单项工程，即场平工程、片区路网市政工程及土石方运输专用通道工程。 据市建筑工务署的相关负责人介绍，该项目的场平工程分为A、B、C和越华石场等四个地块，总土石方约为3460万立方米，预计在2008年全面完成。目前，A地块的场平工程已竣工；B地块中，已完成爆破和运输工程的招标工作，并累计完成土石方爆破外运约430万立方米；C地块、越华石场已完成施工图的设计工作。 该项目的片区路网工程主要包括建设1、2、3、4号路，为城市次干道，道路总长4.98公里，预计在明年3月底竣工。按工程常规应先场平后修道路，根据市政府要求，为支持高新产业的发展，工程建设已打破常规，先行建设由中兴通讯工业园厂区通往宿舍区的1、2、3号路部分路段。

集成电路是采用专门的设计技术和特殊的集成工艺，把构成半导体电路的晶体管、二极管、电阻、电容等基本元器件，制作在一块半导体单晶片（例如硅或砷化镓）或绝缘基片上，能完成特定功能或者系统功能的电路集合。超大规模集成电路是指集成度（每块芯片所包含的元器件数）大于10的集成电路。

半导体集成电路技术的飞速发展推动了新材料、新技术的不断进步，也使得半导体工业成长为工业界不可忽视的力量。随着线宽的不断减小、晶体管密度的不断提升，越来越多的人把目光投向了低介电常数材料在超大规模集成电路中的应用。当Intel，IBM，AMD，Motorola，Infineon，TSMC以及UMC等公司相继宣布将在0.13mm及其以下的技术中使用低介电常数材料时，对低介电常数材料（Lowkmaterials）及其工艺集成的研究，就逐渐成为半导体集成电路工艺的又一重要分支。 在集成电路工艺中，有着极好热稳定性、抗湿性的二氧化硅（SiO2）一直是金属互联线路间使用的主要绝缘材料。而金属铝（Al）则是芯片中电路互联导线的主要材料。然而，随着集成电路技术的进步，具有高速度、高器件密度、低功耗以及低成本的芯片越来越成为超大规模集成电路制造的主要产品。此时，芯片中的导线密度不断增加，导线宽度和间距不断减小，互联中的电阻（R）和电容（C）所产生的寄生效应越来越明显。图1是集成工艺技术与信号传输延迟的关系。由图可见，随着集成工艺技术的提高（线宽的减小），由互联引起的信号延迟也就成为制约芯片性能提升的重要因素。 当器件尺寸小于0.25mm后，克服阻容迟滞（RCDelay）而引起的信号传播延迟、线间干扰以及功率耗散等，就成为集成电路工艺技术发展不可回避的课题。金属铜（Cu）的电阻率（~1.7mW·cm）比金属铝的电阻率（～2.7mW·cm）低约40%。因而用铜线替代传统的铝线就成为集成电路工艺发展的必然方向。如今，铜线工艺已经发展成为集成电路工艺的重要领域。与此同时，低介电常数材料替代传统绝缘材料