工艺流程与MOS电路版图举例3.ppt

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1、离子植入磷离子(+5)，所以出现多余电子，呈现负电荷状态。电荷移动速度高于P型约0.25倍。以缓冲氢氟酸液去除二氧化硅层。在表面重新氧化生成二氧化硅层，LPCVD沉积 氮化硅层，以光阻定出下一步的field oxide区域。在上述多晶硅层外围，氧化二氧化硅层以作为保护。涂布光阻，以便利用光刻技术进行下一步的工序。形成NMOS，以砷离子进行植入形成源漏极。 此工序在约1000℃中完成，不能采用铝栅极工艺，因铝不能耐高温，此工艺也称为自对准工艺。砷离子的植入也降低了多晶硅的电阻率(块约为30欧姆)。还采用在多晶硅上沉积高熔点金属材料的硅化物(MoSi2

2、、WSi2、TiSi2等)，形成多层结构以类似的方法，形成PMOS，植入硼(+3)离子。(后序中的PSG或BPSG能很好的稳定能动钠离子，以保证MOS电压稳定)。后序中的二氧化硅层皆是化学反应沉积而成，其中加入PH3形成PSG(phospho-silicate-glass)，加入B2H6形成BPSG(boro-phospho-silicate-glass)以平坦表面。所谓PECVD(plasma enhanced CVD)在普通CVD反应空间导入电浆(等离子)，使气体活化以降低反应温度)。光刻技术定出孔洞，以溅射法或真空蒸发法，依次沉积钛+氮化钛+

3、铝+氮化钛等多层金属。(其中还会考虑到铝的表面氧化和氯化物的影响)。由于铝硅固相反应，特别对浅的PN结难以形成漏电流(leak current)小而稳定的接触，为此使用TiN等材料，以抑制铝硅界面反应，并有良好的欧姆，这种材料也称为势垒金属(barrier metal)。RIE刻蚀出布线格局。以类似的方法沉积第二层金属，以二氧化硅绝缘层和介电层作为层间保 护和平坦表面作用。为满足欧姆接触要求，布线工艺是在含有5~10%氢的氮气中，在400~500℃温度下热处理15~30分钟(也称成形forming)，以使铝和硅合金化。最后还要定出PAD接触窗，以便

4、进行bonding工作。(上述形成的薄膜厚度的计算可采用光学衍射、倾斜研磨、四探针法等方法测得)。2.典型N阱CMOS工艺的剖面图源硅栅漏薄氧化层金属场氧化层p-阱n-衬底（FOX）低氧CMOSprocessp+p+p-Process(Inverter)p-subP-diffusionN-diffusionPolysiliconMetalLegendofeachlayercontactN-wellGND低氧场氧p-subp+InVDDSGDDGS图例LayoutandCross-SectionViewofInverterInTopVieworLay

5、outCross-SectionViewP-diffusionN-diffusionPolysiliconMetalLegendofeachlayercontactVDDGNDGNDOutVDDInverterInOutN-well图例Processfieldoxidefieldoxidefieldoxide3.SimplifiedCMOSProcessFlowCreaten-wellandactiveregionsGrowgateoxide(thinoxide)Depositandpatternpoly-siliconlayerImplantso

6、urceanddrainregions,substratecontactsCreatecontactwindows,depositandpatternmetallayersN-well,ActiveRegion,GateOxideCrossSectionn-wellTopViewSGDDGSMetalMetalMetalPolysiliconn+p+VDDVSSpMOSFETnMOSFETPoly-siliconLayerTopViewCross-SectionN+andP+RegionsTopViewOhmiccontactsCross-Sect

7、ionSiO2UponDevice&ContactEtchingTopViewCross-SectionMetalLayer–byMetalEvaporationTopViewCross-SectionACompleteCMOSInverterTopViewCross-SectionDiffusionSiO2FETPolysiliconTransistor-LayoutDiffusionPolysiliconlayersN-DiffusionPoly-siliconMetal1Metal2SiO2SiO2SiO2P-DiffusionViaandC

8、ontactsDiffusionMetal2SiO2SiO2PolysiliconMetal-DiffContactMet