p阱cmos芯片制作工艺设计

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1、姓名：张永庆学号：201215612微电子技术综合实践P阱CMOS芯片制作工艺设计《微电子技术综合实践》设计报告题目：P阱CMOS芯片制作工艺设计院系：自动化学院电子工程系专业班级：学生学号：学生姓名：指导教师姓名：职称：起止时间：6月27日—7月8日成绩：目录一、设计要求31、设计任务32、特性指标要求33、结构参数参考值34、设计内容3二、MOS管的器件特性设计31、NMOS管参数设计与计算32、PMOS管参数设计与计算4三、工艺流程设计51、衬底制备52、初始氧化6姓名：张永庆学号：2012156123、阱区光刻64、P阱注入65、剥离阱区的氧化层66、热生长二氧化

2、硅缓冲层67、LPCVD制备Si3N4介质68、有源区光刻：即第二次光刻79、N沟MOS管场区光刻710、N沟MOS管场区P+注入711、局部氧化812、剥离Si3N4层及SiO2缓冲层813、热氧化生长栅氧化层814、P沟MOS管沟道区光刻815、P沟MOS管沟道区注入816、生长多晶硅817、刻蚀多晶硅栅818、涂覆光刻胶919、刻蚀P沟MOS管区域的胶膜9120、注入参杂P沟MOS管区域921、涂覆光刻胶922、刻蚀N沟MOS管区域的胶膜923、注入参杂N沟MOS管区域924、生长PSG925、引线孔光刻1026、真空蒸铝10姓名：张永庆学号：20121561227

3、、铝电极反刻10四、P阱光刻版1.氧化生长2.曝光3.氧化层刻蚀4.P阱注入5.形成P阱6.氮化硅的刻蚀7.场氧的生长8.去除氮化硅9.栅氧的生长10.生长多晶硅11.刻蚀多晶硅12.N＋离子注入13.P+离子注入14.生长磷化硅玻璃PSG15.光刻接触孔16.刻铝17.钝化保护层淀积五、工艺实施方案六、心得体会七、参考资料一．设计要求：1、设计任务：N阱CMOS芯片制作工艺设计2、特性指标要求姓名：张永庆学号：201215612n沟多晶硅栅MOSFET：阈值电压VTn=0.5V,漏极饱和电流IDsat≥1mA,漏源饱和电压VDsat≤3V，漏源击穿电压BVDS=35V,

4、栅源击穿电压BVGS≥25V,跨导gm≥2mS,截止频率fmax≥3GHz（迁移率µn=600cm2/V·s）p沟多晶硅栅MOSFET：阈值电压VTp=-1V,漏极饱和电流IDsat≥1mA,漏源饱和电压VDsat≤3V，漏源击穿电压BVDS=35V,栅源击穿电压BVGS≥25V,跨导gm≥0.5mS,截止频率fmax≥1GHz（迁移率µp=220cm2/V·s）3、结构参数参考值：N型硅衬底的电阻率为20W·cm；垫氧化层厚度约为600Å；氮化硅膜厚约为1000Å；P阱掺杂后的方块电阻为3300W/ð，结深为5~6mm；NMOS管的源、漏区磷掺杂后的方块电阻为25W/ð

5、，结深为1.0~1.2mm；PMOS管的源、漏区硼掺杂后的方块电阻为25W/ð，结深为1.0~1.2mm；场氧化层厚度为1mm；栅氧化层厚度为500Å；多晶硅栅厚度为4000~5000Å。4、设计内容1、MOS管的器件特性参数设计计算；2、确定p阱CMOS芯片的工艺流程，画出每步对应的剖面图；3、分析光刻工艺，画出整套光刻版示意图；4、给出n阱CMOS芯片制作的工艺实施方案（包括工艺流程、方法、条件、结果）二．MOS管的器件特性设计1、NMOS管参数设计与计算：由BVGS=EBtox得tox=fmax=BVGS25eox则C£8.3´10-8FÅ,³=417C=2oxox

6、6VcmEB6´10oxmn(VGS-VT)³1GHz得L£3.23mm22pL姓名：张永庆学号：201215612WmpCOX2L(VGS-VT)2³mA，式中（VGS-VT）≥VDS(sat)，得W³12.2L再由IDSAT=又gm=3¶IDWmnCOXW=(VGS-VT)³0.5ms，得³9.1¶VGSLL4W³12.2L阈值电压VTP=(-

7、QSD(max)

8、-QSS)toxeox-2ffn+fmsQSD(max)=eNAxdTxdT=(4esffneNA)ffn=KTND)fms=1.1VeniqND2L得L³0.7mm2es取ND发现当ND=1´1017cm

9、-3时VTP=-1.05V符合要求,又BVDS=2、PMOS管参数设计与计算：因为BVGS=EBtox,其中，EB=6×106tox=BVGS25³=41Å7EB6´106VWmpC2LoxV，BVGS³25V所以)饱和电流：ID(sat=V(G-SV2T)式中（VGS-VT）≥VDS(sat)，，Cox=Weoxox=8.22´10-8IDsat≥1mA故可得宽长比：³4.51由gm=¶IDWmnCOX=(VGS-VT)³2ms可得宽长比：¶VGSLW³13.51LW³13.51Lm(V-V)fmax=nGS2T³3GHz