CMOS制造工艺流程简介.pptx

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WewilldescribeamodernCMOSprocessflow.
Processdescribedhererequires16masksand>100processsteps.
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第二二章CMOS制备备基基本本流流程程
StagesofICFabrication
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•InthesimplestCMOStechnologies,weneedtorealizesimplyNMOSandPMOStransistorsforcircuitslikethoseillustratedbelow.
CMOSDigitalGates
反相相电电路路
或非非门门::同同时时输输入入低低电电平平时时才才能能获获得得高高电电平平输输出出
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PMOSandNMOS
wafercrosssectionafterfabrication
2-LevelMetalCMOS
两层层互互连连布布线线的的CMOS
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有源源器器件件((MOS、BJT等类类似似器器件件)),,必必须须在在外外加加适当当的的偏偏置置电电压压情况况下下,,器器件件才才能能正正常常工工作作。。
对于于MOS管,,有有源源区区分分为为源源区区和和漏漏区区,,在在进进行行互互联联之之前前,,两两者者没没有有差差别别。。
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ChoosingaSubstrate
ActiveRegion
NandPWell
Gate
TiporExtension
SourceandDrain
ContactandLocalInterconnect
MultilevelMetalization
ProcessingPhases
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1µmPhotoresist
40nmSiO2
Choosethesubstrate(type,orientation,resistivity,wafersize)
•Initialprocessing:
-Wafercleaning
-thermaloxidation,H2O
(≈40nm,15min.***@900ºC)
-nitrideLPCVD(低压化学气气相沉积)
(≈******@800ºC)
•Substrateselection:
-moderatelyhighresistivity(25-50ohm-cm)
-(100)orientation
-P-type.
80nmSi3N4
ChoosingaSubstrate
Si,(100),PType,25~50Ωcm
1stMaskPhotoresist
•******@100ººC(≈≈-µm)
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•Photolithography
-Mask#1patternalignmentandUVexposure
-Rinseawaynon-patternPR
-DryetchtheNitridelayer
--PlasmaetchwithFluorine
CF4orNF4Plasma
-StripPhotoresist(H2SO4或O2plasma)
ActiveAreaDefinition(主动动区区)
SiO2
Si3N4
Photoresist
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•WetOxide(thickSiO2)
-H2O(≈≈500nm,90min.***@1000ººC)
•StripNitridelayer
-Phosophoricacid(磷酸酸)orplasmaetch,选选择择性性问问题题
FieldOxideGrowth
-LOCOS:LocalOxidationofSilicon(局部硅氧氧化工艺艺)
SiO2
Si3N4
•薄的SiO2层,厚的的Si3N4层,避免免鸟喙(bird’sbeak)的影响
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•场区:很厚的氧氧化层,,位于芯芯片上不不做晶体体管、电电极接触触的区域域,可以以起到隔隔离晶体体管的作作用。
•Photolithography(套刻)
-Mask#2patternalignmentandUVexposure
•IonImplantation离子注入入
-B+ionbombardment
PenetratethinSiO2andfieldSiO2
--反型:半导体体表面的少数载载流子浓浓度等于于体内的的多数载载流子浓浓度时,,半导体体表面开开始反型型。
-150-200keVfor1013cm-2
--ImplantationEnergyandtotaldoseadjustedfordepthandconcentration
P-wellFabrication
•StripPhotoresist
-Rinseawaynon-patternPR

SiO2
Photoresist
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•IonImplantation
-P+ionbombardment
-PenetratethinSiO2andfield
SiO2
-300-400keVfor1013cm-2
--ImplantationEnergyand
totaldoseadjustedfor
depthandconcentration
•StripPhotoresist
N-wellFabrication
•Photolithography
-Mask#3patternalignmentandUVexposure
-Rinseawaynon-patternPR
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