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CMOS制作根本步骤
CMOS的制作步骤是须要经过一系列的困难的化学和物理操作最终形成集成电路。而做为一名集成电路幅员〔ic layout〕工程师,对于这个在半导体制造技术中具有代表性的CMOS工艺流程有个系统的了解是有很大帮ilicon
晶体管中的多晶硅栅(polysilicon gate)构造的制作是整个CMOS流程中最关键的一步,它的实现要经过栅氧层的形成和多晶硅栅刻蚀这两个根本过程,多晶硅栅的最小尺寸确定着一个工艺的特征尺寸,同进也为下面的源漏注入充当掩膜的作用,这也是做为IC幅员工程师须要驾驭的根底学问。
细心整理
多晶硅栅构造制作根本步骤一:栅氧化层的生长。清洗掉硅片曝露在空气中沾染的杂质和形成的氧化层。进入氧化炉生长一薄层二氧化硅。
多晶硅栅构造制作根本步骤二:多晶硅淀积。硅片转入通有硅烷的低压化学气相淀积设备,硅烷分解从而在硅片外表淀积一层多晶硅,之后可以对poly进展掺杂。
多晶硅栅构造制作根本步骤三:多晶硅光刻。 在光刻区利用深紫外线光刻技术刻印多晶硅构造。
多晶硅栅构造制作根本步骤四:多晶硅刻蚀。利用异向等离子体记刻蚀机对淀积的多晶硅进展刻蚀,得到垂直剖面的多晶硅栅。
CMOS制作步骤〔四〕:轻掺杂漏(LDD)注入工艺
2011-8-4工艺流程LDD、轻掺杂漏
随着栅的宽度不断减小,栅构造下的沟道长度也不断的减小, 为了有效的防止短沟道效应,在集成电路制造工艺中引入了轻掺杂漏工艺〔LDD〕,当然这一步的作用不止于此,大质量材料和外表非晶态的结合形成的浅结有助于削减源漏间的沟道漏电流效应。同时LDD也是集成电路制造根本步骤的第四步。
N-轻掺杂漏注入(nLDD)
〔1〕N-LDD光刻
刻印硅片,得到N-区注入的光刻胶图形,其它全部的区域被光刻胶爱惜
细心整理
〔2〕N-LDD注入
在未被光刻胶爱惜的区域进入***离子注入,形成低能量浅结〔***的分子量大有利于硅外表非晶化,在注入中能够得到更匀整的掺杂深度〕
P-轻掺杂漏注入〔pLDDG〕
〔1〕P-LDD光刻
刻印硅片,得到P-区注入的光刻胶图形,其它全部的区域被光刻胶爱惜
〔2〕P-LDD注入
接受更易于硅外表非晶化的***化硼进入注入,形成的也是低能量的浅结
CMOS制作步骤〔五〕:侧墙的形成
2011-8-5工艺流程
为了防止大剂量的源漏注入过于接近沟道从而导致沟道过短甚至源漏连通,在CMOS的LDD注入之后要在多晶硅栅的两侧形成侧墙。侧墙的形成主要有两步:1. 在薄膜区利用化学气相淀积设备淀积一层二氧化硅。2. 然后利用干法刻蚀工艺刻掉这层二氧化硅。由于所用的各向异性,刻蚀工具运用离子溅射掉了绝大局部的二氧化硅,当多晶硅露出来之后即可停顿反刻,但这时并不是全部的二氧化硅都除去了,多晶硅的侧墙上保存了一局部二氧化硅。这一步是不须要掩膜的。
细心整理
CMOS制作步骤〔六〕:源/漏注入工艺
2011-8-9工艺流程S/D
在侧墙形成后,须要进展的就是源/漏注入工艺。先要进展的是n+源/漏注入,光刻出n型晶体管区域后,进展中等剂量的注入,其深度大于LDD的结深,且二氧化硅构成的侧墙阻挡了***杂质进入狭窄的沟道区。接下来进展P+源/漏注入,在光刻出了要进展注入的P型晶体管区域后,同样进展中等剂量注入,形成的结深比LDD形成的结深略大,侧墙起了同样的阻挡作用。注入后的硅片在快速退火装置中退火,在高温状态下,对于阻挡构造的扩展以及限制源/漏区杂质的扩散都特殊重要。源/漏注入工艺 的根本过程如下列图所示:
n+源/漏注入
细心整理
p+源/漏注入
CMOS制作步骤〔七〕:接触〔孔〕形成工艺
2011-8-12工艺流程
接触孔形成工艺的目的是在全部硅的有源区形成金属接触。这层金属接触可以使硅和随后沉积的导电材料更加严密地结合起来〔如下列图〕。硅片外表的沾污和氧化物被清洗掉后,会利用物理气相沉积(PVD)在硅片外表沉积一层金属,即在一个等离子的腔体中带电的氩离子轰击金属靶,释放出金属原子,使其沉积在硅片外表。之后对硅片进展高温退火,金属和硅在高温下形成金属硅化物,最终用化学方法刻蚀掉没有发生反响的金属,将金属的硅化物留在了硅外表。
接触〔孔〕形成工艺
细心整理
钛是做金属接触的志向材料,它的电阻很低,可以与硅发生反响形成TiSi2 (钛化硅),而钛和二氧化硅不发生反响,因此这两种物质不会发生化学的键合或者物于是聚集。因此钛能够轻易地从二氧化硅外表除去,而不须要额外的掩膜。钛的硅化物在全部有源硅的外表保存了下来〔如源、漏和栅〕。
CMOS制作步骤〔八〕:局部互连工艺
2011-8-16工艺流程局部互连
CMOS制作步骤中接触孔形成后下一步便是