《MOS集成电路》PPT课件

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1、19-6MOS工艺我们主要要了解各次光刻版的作用，为学习版图设计打下基础。(1)外延生长外延生长为在单晶衬底(基片)上生长一层有一定要求的、与衬底晶向相同的单品层的方法。生长外延层有多种方法，但采用最多的是气相外延工艺，常使用高频感应炉加热，衬底置于包有碳化硅、玻璃态石墨或热分解石墨的高纯石墨加热体上，然后放进石英反应器中，也可采用红外辐照加热。2(2)氧化SiO2在集成电路的制造中起着非常重要的作用，它不仅是器件掺杂的掩蔽膜，而且还是器件表面的保护层和钝化膜，因此在现代集成电路工艺中，氧化工艺是不可缺少的基本工艺技术。生长SiO2层的方法不止一

2、种，但在大规模集成电路的制造中主要采用热氧化法形成SiO2层，其原因是以热氧化法生长的SiO2层质量最好。3(3)掺杂掺杂是指将需要的杂质掺入到半导体特定的区域中的技术。掺杂的目的是改变半导体的电学性质，制造PN结二极管、NPN和PNP晶体管、电阻器等。在集成电路生产中扩散和离子注入掺杂是常用的两种掺杂技术。4(4)光刻在集成电路的光刻工艺中，采用照相复印的方法，将光刻版上的图形精确地复制在涂有感光胶的二氧化硅膜或者金属蒸发薄层上，利用光刻胶的抗蚀作用，对二氧化硅或金属层进行选择性的化学腐蚀，从而将光刻版(也叫掩膜版)上的图形完全准确地复制在二氧

3、化硅层或金属层上。在集成电路的制造工艺中，加工工艺次数最多的是光刻，如在MOS晶体管的制造过程中，在二氧化硅薄膜上开窗口、制造多晶硅极、引出铝电极连线等都必须利用光刻工艺。图6．5．1所示为在二氧化硅薄膜上开窗口的光刻工艺步骤。56(5)刻蚀将光刻得到的抗蚀膜图形完全转换到晶片表面上的方法之一就是将未被抗蚀膜掩蔽的部分有选择性地腐蚀掉。(6)淀积淀积工艺是指在晶片上淀积一层薄膜的过程。其主要用于制造导电的电极、元器件之间的互联线以及绝缘膜、钝化膜等。(7)钝化为了防止外界因素和气氛对半导体器件的电性能产生影响，除将器件j荟片密封在一个特制的外壳外

4、，还要在器件的最外层覆盖一层保护膜或叫钝化膜.7CMOS工艺中的无源器件及版图从电路的观点看，集成电路可以认为是由有源和无源两类元件组成的。简单地讲需要能(电)源的器件叫有源器件，不需要能(电)源的器件就是无源器件。有源器件一般用来信号放大、变换等，无源器件用来进行信号传输，或者通过方向性进行“信号放大”。电阻、电容、电感、开关等属于无源器件。在此我们对CMOs工艺中的无源器件进行简单介绍。8(1)电阻CMOS工艺中的电阻主要有扩散电阻、多晶硅电阻和N阱(或P阱)电阻。另外，虽然不常用，金属也能用作电阻。910(2)电容CMOs工艺中的电容也主要

5、有三种。一种称作MOS电容，由一层有效互联层(金属或多晶硅)、中间介质(二氧化硅)层和其下的硅晶体形成。11第二种类型的电容是在栅多晶硅上再形成多晶硅层(由介质隔离)，如图6．6．7所示，其介质是一层薄的SiO2层。12(2)电感电感就是导线内通过交流电流时，在导线的内部及其周围产生交变磁通，导线的磁通量与产生此磁通的电流之比。因此，电感可作为稳定电流的组件，还可作为相位匹配的组件，还可作为低通的组件。当然，电感的用途更有多样的变化，如储能、放能、谐振、旁路等。电感是一种十分有用的电路元器件，但是为了要得到所需要的电感量，导线可能会相当长，因此可

6、以通过制作螺旋电感的方法来节省空间。简单地说，螺旋电感就是将导线绕成螺旋形状，如图6．6．10所示。但螺旋电感仍然会耗费很大的版图面积。1314CMOS工艺中的有源器件及版图有源器件是CMOS工艺中的主要器件，从物理结构、电路功能和工程参数上，有源器件可以分为分立器件和集成电路两大类。三极管及各种晶体管属于分立有源器件，运算放大器、比较器、锁相环、触发器、寄存器等属于集成电路有源器件。15161718一、N沟E/DMOS电路的铝栅工艺流程：铝栅即栅极用Al制作1、衬底制备P－Si2、场区氧化P－SiSiO23、漏源光刻（MK1）P－Si4、P扩散

7、（附带有氧化）P－Sin＋n＋5、刻栅，预刻引线孔（MK2）P－Sin＋n＋6、栅氧化P－Sin＋n＋7、VTD调整（MK3）8、VTE调整（MK4）9、引线孔光刻（MK5）P－Sin＋n＋10、蒸铝P－Sin＋n＋11、反刻铝（MK6）P－Sin＋n＋19二、N沟MOS硅栅工艺用重掺杂的多晶硅做栅极20P－SiP－SiP－Si1、衬底制备，场区氧化2、刻有源区（MK1）3、栅氧化21P－SiP－Si4、刻接触孔（MK2）5、淀积多晶Si22P－SiP－Sin＋n＋6、反刻多晶Si（MK3）7、漏源扩散（P）（附带氧化）23P－Sin＋n＋P－S

8、in＋n＋8、淀积SiO29、刻引线孔（MK4）24P－Sin＋n＋10、蒸铝、反刻（MK5）25硅栅工艺的优点：1、栅自对准：自对准是