文档介绍:页脚下载后可删除,如有侵权请告知删除!
CMOS反相器的制造工艺流程
院系:交通科学与工程学院
学号: 11131066
姓名 : 姬勃
2021年12月9日
页脚下载后可删除,如有侵权请告知删除!
摘 要:虽然集成电路制造工艺在快速开展,但始终都是以几种主要的制造工艺为根底。文章介绍了 CMOS反相器的主要工艺流程,并对集成电路的主要制造工艺作了简要分析。
关 键 词: CMOS反相器 、工作原理、工艺流程
CMOS反相器 介绍
CMOS反相器由一个P沟道增强型MOS管和一个N沟道增强型MOS管串联组成。通常P沟道管作为负载管,N沟道管作为输入管。这种配置可以大幅降低功耗,因为在两种逻辑状态中,两个晶体管 中的一个总是截止的。处理速率也能得到很好的提高,因为与NMOS型和PMOS型反相器相比,CMOS反相器的电阻 相对较低
两个MOS管的开启电压VGS(th)P<0, VGS(th)N >0,通常为了保证正常工作,要求VDD>|VGS(th)P|+V GS(th)N。假设输入vI为低电平(如0V),那么负载管导通,输入管截止,输出电压接近VDD。假设输入vI为高电平(如VDD),那么输入管导通,负载管截止,输出电压接近0V。
综上所述,当vI为低电平时vo为高电平;vI为高电平时vo为低电平,电路实现了非逻辑运算,是非门——反相器。
页脚下载后可删除,如有侵权请告知删除!
页脚下载后可删除,如有侵权请告知删除!
CMOS 的制造流程
CMOS 是集成电路的最根本单元,它的制作流程可分为前段和后段,前段流 程主要完成元件的制作,包括组件隔离区的形成、阱的植入、栅极的制成、LDD 的植入、源极和漏极的制成。后段流程主要完成元件之间的互连,包括第一层金 属的制成、第二层金属的制成、保护层和焊垫的制成。以 微米制程为例, 具体分为以下步骤。
组件隔离区的形成
1. 初始清洗 初始清洗就是将晶圆放入清洗槽中,利用化学或物理的方法将在晶圆外表的
尘粒,或杂质去除,防止这些杂质尘粒,对后续的制程造成影响,使得组件无法
正常工作。表 是半导体制程中所用到的标准清洗步骤。
表 半导体制程中所用到的标准清洗步骤
步骤
化学溶剂
清洗温度
去除之污染物
1
H2SO4+H2O2 (4:1)
120℃
有机污染物
2
Water
室温
洗清
3
NH4OH+H2O2+H2O
80-90℃
微尘
4
Water
室温
洗清
5
HCL+H2O2+H2O (1:1:5)
80-90℃
金属离子
6
Water
室温
洗清
7
HF+H2O (1:50)
室温
原生氧化层
8
Water
室温
洗清
前置氧化
为前置氧化示意图。先长一层薄薄的二氧化硅,目的是为了降低后续 制程中的应力,因为要在晶圆的外表形成一层厚的氮化硅,而氮化硅具有很强的 应力,会影响晶圆外表的构造,因此在这一层氮化硅及硅晶圆之间,参加一层二 氧化硅减缓氮化硅的应力,因为氮化硅具有拉力而二氧化硅具有张力,因此参加 一层二氧化硅可以平衡掉硅晶圆外表的应力。
页脚下载后可删除,如有侵权请告知删除!
图 前置氧化
页脚下载后可删除,如有侵权请告知删除!
3.沉积氮化硅
页脚下载后可删除,如有侵权请告知删除!
图 为沉积氮化硅示意图。利用 PECVD 的技术沉积氮化硅,用来隔绝氧气 与硅的接触,以定义出组件隔离的区域,使不被氮化硅所覆盖的区域,被氧化而 形成组件隔离区。
离子布植--离子布植是将所需的注入元素(如***)电离成正离子,并使其获得 所需的能量,以很快的速度射入硅芯片的技术。而这个固体材料主要是由原子核 和电子组成的。
图 沉积氮化硅
图 是组件隔离区的光罩形成示意图,利用微影的技术,上光阻,将要氧
化绝缘的区域的光阻去除,而定义出组件隔离区。
图 组件隔离区的光罩形成
图