文档介绍：简述标准双极工艺和nmos流程
摘要:20世纪40年代中期,由于通讯、导航、武器装备等的电子系统日益复杂,导致电子电路的微型化和集成化需求日益迫切。1959年美国仙童公司终于汇集了前人的技术成果,采用平面双极工艺集成技术制造出第一块实用硅集成电路,为集成电路的应用和发展开创了先河。
但由于常规纯硅双极集成技术面临着器件注入效率不高,难以获得高增益,无法实现能带的自由剪截,速度或频率增加缓慢等,因此出现了以硅为基础的异质结构或赝异质结构,为提高硅双极器件的性能和实现新的功能提供了重要技术途径。
在双极工艺发展过程中,在早期的标准双极(或常规双极)工艺集成技术的基础上陆续推出了多晶硅发射极双极、互补双极、SiGe双极、SOI全介质隔离双极等工艺,并广泛采用了薄层外延、深槽隔离、多晶硅自对准、多层金属互连等技术,使陆续推出的新工艺技术制造的器件性能不断提高,不过双极工艺集成技术也越变越复杂。下面说明几种典型工艺集成技术流程。
双极型电路具有速度快、电流驱动能力强和模拟电路精度高等特点,因此,双极工艺不仅非常适用于模拟电路制造,而且在集成电路制造工艺技术发展初期,双极工艺集成技术在数字电路制造中也得到广泛应用,特别是还出现了双极逻辑集成电路发展高潮,因为逻辑集成电路通用性强、需用量大、结构简单、便于大生产、以及价格、体积、功耗、可靠性等方面与同等功能的分立器件相比具有明显优势,因而迅速得到推广应用。
关键词:标准双极性 nmos 流程图低功耗
双极集成电路制造工艺
双极集成电路就是以双极晶体管作为有源元件的集成电路。双极集成电路具有高速和极大的灵通性,所以在集成电路发展到巨大规模的今天,硅双极技术在一系列数字和模拟应用中依然具有相当大的吸引力。但是双极的主要缺点是集成度低,功耗大,所以主要用于小规模(SSI)和中等规模(MSI)的集成电路中。
集成电路中的基本元件包括有源元件和无源元件,无源元件主要包括电阻、电容和电感。极电路的有源元件有二极管、NPN管、横向PNP管、衬底PNP管等。集成电路的制造采用的是平面工艺,就是说所有的元件都是平面管,电极都是在一个平面上,这与分离元件有所不同。
双极集成电路的制造工艺所需工艺手段和CMOS基本相同,只是多需要一种技术,下面介绍最基本的双极集成电路工艺(用PN结隔离的标准埋层工艺(SBC)),以NPN为例。其器件形成过程如图5-7所示。
(1)衬底准备衬底用轻掺杂的P型硅。
(2)埋层形成埋层是为了减小集电区体电阻。先在衬底上长一层二氧化硅,光刻出埋层区,干法刻掉埋层区的氧化硅,然后注入N型杂质(磷、***或碲),退火激活杂质并使其扩散,(图5-7a)。
(3)外延层生长用湿法刻去全部二氧化硅,然后外延一层轻掺杂N型外延硅层。双极器件主要就是做在这层
外延层上,(图5-7b)
(4)隔离区形成再长一层二
氧化硅,光刻出隔离区,刻掉该
区的氧化层,预淀积硼,并退
图5-7 SBC工艺流程示意图
火使其扩散,从而形成P型的
隔离区,(图5-7c)。
(5)深集电极接触形成深
集电极接触也是为了降低集电
极体电阻,光刻出集电极,注入
(或扩散) 磷,退火激活并扩散,
(图5-7d)。
(6)基区形成光刻基区,然
后注人硼,退