《器件制作流程》PPT课件

《《器件制作流程》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四章集成电路制造工艺概况§4.1基本工艺介绍§4.2CMOS技术发展历程简介§4.3CMOS制作流程1MOS工艺流程中的主要制造步骤氧化(场氧)SiliconsubstrateSilicondioxideoxygen显影oxide涂光刻胶photoresist对准与曝光MaskUVlight曝光过的光刻胶exposedphotoresistGSD有源区topnitrideSDGsiliconnitride氮化硅淀积ContactholesSDG接触刻蚀离子注入resistoxDGScanningionbeamS金属淀积与刻蚀drainSDGMetalc

2、ontacts多晶硅淀积polysiliconSilanegasDopantgas氧化（栅氧化硅）gateoxideoxygen去除光刻胶oxideRFPowerIonizedoxygengas氧化硅刻蚀photoresistoxideRFPowerIonizedCF4gas多晶硅刻蚀RFPoweroxideIonizedCCl4gaspolygateRFPower2§4.1基本工艺介绍基本大类：图形制备：光刻刻蚀薄膜制备掺杂3各个工艺的作用光刻：将电路图形转移到光刻胶上，形成临时图形。刻蚀：用化学或物理方法有选择性的从硅片表面去除不需要的材料的过程，在

3、硅片上没有光刻胶保护的地方形成永久的图形；4各个工艺的作用薄膜制备：用化学或物理方法在硅片衬底上淀积一层膜的工艺，主要完成介质层与金属层的淀积。主要包括外延、氧化、化学气相淀积、物理气相淀积。掺杂：向特定区域掺入杂质，以改变其电学性能。主要包括扩散、离子注入。5硅片制造厂的硅片流程薄膜抛光刻蚀光刻扩散注入测试/拣选硅片起始6CMOS反相器7§4.2CMOS技术发展历程简介20世纪60年代-PMOS-扩散工艺作掺杂-金属栅20世纪70年代-NMOS-离子注入工艺作掺杂-多晶硅栅89-CMOS-Minimumfeaturesize:from3mmto0.8m

4、m-Wafersize:100mm(4in)to150mm(6in)-局部硅氧化LOCOS（LOCalOxidationofSilicon）-磷硅玻璃PSG和回流-蒸发镀膜-正胶光刻-投影光刻机-干法刻蚀和湿法刻蚀并存20世纪80年代1020世纪80年代CMOS结构11-Featuresize:from0.8mmto0.18mm-Wafersize:from150mmto300mm-外延-浅槽隔离STI-侧墙环绕-多晶硅栅-正胶-步进光刻机-干法刻蚀形成图形-湿法刻蚀用于薄膜的剥离20世纪90年代的CMOS技术12-立式炉-快速热处理-直流溅射-多层金属

5、化-CVD钨形成钨塞-化学机械抛光CMP-多腔集系统-单片处理131421世纪的CMOS技术Featuresize0.13mmorsmallerWafersize200mmor300mm绝缘层上硅SOI（Silicononisolator）STI铜、低k介质互连双大马士革结构1516§4.3CMOS制作流程本节目标：1、理解每一步操作的目的，所采用的工艺手段。2、能够自己设计工艺流程。17CMOS反相器的原理图1819CMOS制作流程双阱制作隔离制作晶体管制作互连钝化20CMOS制作流程双阱制作隔离制作晶体管制作互连钝化1.双阱工艺2.浅槽隔离工艺3.阈

6、值电压调整4.多晶硅栅结构工艺5.轻掺杂漏（LDD）注入工艺6.侧墙的形成7.源/漏注入工艺8.接触的形成9.多层金属互连的形成10.钝化工艺21一.双阱工艺CMOS集成电路要把NMOS和PMOS两种器件做在一个芯片上，采用做阱的方法解决了需要两种类型衬底的问题。单阱和双阱2223双阱工艺步骤1.n阱的形成1）外延成长2）清洗、氧化层生长3）第一层掩模：N阱4）N阱注入2.p阱的形成1）第二层掩模：P阱2）P阱注入3）去除光刻胶、氧化硅4）退火24n阱的形成外延成长25清洗、原氧化层生长n阱的形成26第一层掩模：N阱n阱的形成27N阱注入n阱的形成28P

7、阱的形成第二层掩模：P阱29P阱注入P阱的形成30去除光刻胶、氧化硅，退火退火作用：阱区推进；激活杂质；修复损伤。P阱的形成31二.浅槽隔离工艺（STI）1.STI槽刻蚀2.STI氧化物填充3.氧化层CMP-氮化物去除321.STI槽刻蚀（1）隔离氧化层淀积（2）氮化物淀积（3）第三层掩模：浅槽隔离（4）槽刻蚀2.STI氧化物填充（1）沟槽衬垫氧化硅（2）沟槽氧化硅填充3.氧化层CMP-氮化物去除（1）氧化层CMP（2）氮化物、氧化物去除浅槽隔离工艺（STI）33第三层掩模STI槽刻蚀34刻蚀氮化硅、氧化硅、硅STI槽刻蚀35（1）沟槽衬垫氧化硅（2）沟

8、槽氧化硅填充氧化物填充36氧化层CMP氧化层CMP-氮化物去除37氮化物、氧化物