《CMOS工艺》PPT课件

《《CMOS工艺》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章集成电路制作工艺2.1.1集成电路加工的基本操作2.1.2MOS结构和分类2.2.1N阱CMOS工艺2.2.2深亚微米CMOS工艺2.3.1CMOSIC中的寄生效应2.3.2SOI工艺2.3.3CMOS版图设计规则半导体制造工艺分类PMOS型双极型MOS型CMOS型NMOS型BiMOS饱和型非饱和型TTLI2LECL/CML1.nMOS晶体管的制造流程N沟道增强型MOSFET的物理结构nMOS晶体管的制造流程衬底硅衬底硅氧化：在衬底表面产生一层相对较厚的SiO2有选择地刻蚀氧化区，暴露出将来用来生成MOS晶体管的硅表面nMOS晶

2、体管的制造流程用一高质量的氧化物薄膜覆盖在Si表面，这层氧化物最终将形成MOS晶体管的栅极氧化物在薄氧化层顶部淀积一层多晶硅。多晶硅可以用做MOS晶体管的栅电极材料，也可以用做硅集成电路中的互连线nMOS晶体管的制造流程成型和刻蚀多晶硅层，形成互连线和MOS管的栅极刻蚀未覆盖多晶硅的那层薄栅极氧化物，裸露出硅表层，这样就可以在其上面形成源区和漏区了。nMOS晶体管的制造流程通过扩散或离子注入的方式，整个硅表层就会被高浓度的杂质所掺杂，形成源区和漏区用一层SiO2绝缘层覆盖整个表面nMOS晶体管的制造流程对绝缘的氧化层成型得到源极和漏极

3、的接触孔表层蒸发覆盖一层铝，形成互连线nMOS晶体管的制造流程将金属层成型并刻蚀，其表层形成了MOS管的互连2.N阱CMOS工艺流程衬底硅片选择制作阱场区氧化形成硅栅形成源、漏区制作互连线1、硅片的选择<100>晶向无缺陷的单晶硅片8英寸硅片，硅片厚度约700ump型硅片，电阻率为10-50ΩcmNMOS做在衬底上，PMOS在N阱里2、制作n阱热氧化形成初始氧化层作为阱区注入的掩蔽层在氧化层上开出n阱区窗口注磷在窗口下面形成n阱退火和阱区推进3、场区氧化LOCOS工艺具体步骤生长薄层SiO2缓冲层淀积氮化硅刻掉场区的氮化硅和缓冲氧化层

4、场区注入热氧化形成场氧化层场氧向有源区侵蚀问题场氧在有源区边缘形成鸟嘴在缓冲层二氧化硅上淀积一层多晶硅缓冲层深亚微米工艺一般采用沟槽隔离STI什么是LOCOS工艺，它有什么优缺点。解答：硅的局部氧化方法（书上P23）优点：避免了过大的氧化层台阶影响硅片的平整度、进而影响了金属连线的可靠性。缺点：鸟嘴的形成，使有源区面积比版图设计的小；如果要求的氧化层很厚，表面仍然有较大台阶，因为氧化层要向上抬高0.54Tox。4、制作硅栅硅栅工艺实现了栅和源、漏区自对准具体步骤：生长缓冲层沟道区注入生长栅氧化层CVD工艺淀积多晶硅多晶硅掺杂光刻和刻蚀

5、形成多晶硅栅的图形5、形成源和漏区磷注入形成n+区作为NMOS源、漏区和n阱引出区硼注入，形成PMOS的源、漏区和p型衬底的欧姆接触区6、形成金属互连线在整个硅片上淀积氧化层通过光刻在氧化层上开出引线孔在整个硅片上淀积金属层，如铝光刻形成需要的金属互连线图形VoutVddn阱CMOS剖面结构GNDVDD第二章集成电路制作工艺2.1.1集成电路加工的基本操作2.1.2MOS结构和分类2.2.1N阱CMOS工艺2.2.2深亚微米CMOS工艺2.3.1CMOSIC中的寄生效应2.3.2SOI工艺2.3.3CMOS版图设计规则§2.2.2深亚

6、微米CMOS结构和工艺深亚微米CMOS工艺的主要改进解答：书上P32浅沟槽隔离代替LOCOS隔离外延双阱工艺代替单阱工艺逆向掺杂和环绕掺杂代替均匀的沟道掺杂对NMOS、PMOS分别采用n+、p+硅栅在沟道两端形成很浅的源漏延伸区硅化物自对准结构铜互联代替铝互联问：深亚微米CMOS工艺的主要改进是什么？1、浅沟槽隔离常规CMOS工艺中的LOCOS隔离的缺点表面有较大的不平整度鸟嘴使实际有源区面积减小高温氧化热应力也会对硅片造成损伤和变形浅沟槽隔离的优势占用的面积小，有利于提高集成密度不会形成鸟嘴用CVD淀积绝缘层从而减少了高温过程深亚微

7、米CMOS工艺中浅沟槽隔离(STI)代替LOCOS隔离的原因?浅沟槽隔离（STI）光刻胶氮化硅（a）（b）（c）（d）2、外延双阱工艺常规单阱CMOS工艺，阱区浓度较高，使阱内的器件有较大的衬偏系数和源、漏区pn结电容采用外延双阱工艺的好处由于外延层电阻率很高，可以分别根据NMOS和PMOS性能优化要求选择适当的n阱和p阱浓度做在阱内的器件可以减少受到α粒子辐射的影响外延衬底有助于抑制体硅CMOS中的寄生闩锁效应3、沟道区的逆向掺杂和环绕掺杂结构沟道掺杂原子数的随机涨落引起器件阈值电压参数起伏，因此希望沟道表面低掺杂；体内需要高掺杂抑

8、制穿通电流逆向掺杂技术利用纵向非均匀衬底掺杂，抑制短沟穿通电流环绕掺杂技术利用横向非均匀掺杂，在源漏区形成局部高掺杂区逆向掺杂逆向掺杂杂质分布0.25um工艺100个NMOS器件阈值电压统计结果器件阈值分布的标准差减小横