CMOS工艺基本流程.pdf

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1、CMOS工艺CMOS，全称ComplementaryMetalOxideSemiconductor，即互补金属氧化物半导体，是一种大规模应用于集成电路芯片制造的原料。采用CMOS技术可以将成对的金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）集成在一块硅片上。1选择衬底--------基础SiliconEpiLayerP−•晶圆的选择~2um–掺杂类型（N或P）–电阻率（掺杂浓度）–晶向~725um•高掺杂(P+)的Si晶圆•低掺杂(P−)的Si外延层SiliconSubstrateP+2热氧化•热氧化–形成一个SiO2薄层，厚度约20nm–高温，H2O或O2气氛–缓解

2、后续步骤形成的Si3N4对Si衬底造成的应力PadOxideSiliconEpiLayerP−SiliconSubstrateP+3SiN淀积•SiN淀积3434–厚度约250nm–化学气相淀积(CVD)–作为后续CMP的停止层SiliconNitride-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+4光刻胶成形•光刻胶成形–厚度约0.5~1.0um–光刻胶涂敷、曝光和显影–用于隔离浅槽的定义PhotoresistSiliconNitride-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+5SiN和SiO刻蚀342•Si

3、N和SiO刻蚀342–基于氟的反应离子刻蚀(RIE)PhotoresistSiliconNitride-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+6隔离浅槽刻蚀•隔离浅槽刻蚀–基于氟的反应离子刻蚀(RIE)–定义晶体管有源区IsolationTrenchesPhotoresistSiliconNitrideTransistorActiveAreas-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+7除去光刻胶•除去光刻胶–氧等离子体去胶，把光刻胶成分氧化为气体IsolationTrenchesSiliconNitride

4、TransistorActiveAreas-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+8SiO淀积2•SiO淀积2–用氧化物填充隔离浅槽–厚度约为0.5~1.0um，和浅槽深度和几何形状有关–化学气相淀积(CVD)Nocurrentcanflowthroughhere!SiliconDioxideSiliconNitrideFuturePMOSTransistorFutureNMOSTransistor-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+9化学机械抛光•化学机械抛光(CMP)–CMP除去表面的氧化层–到Si

5、3N4层为止Nocurrentcanflowthroughhere!SiliconNitrideFuturePMOSTransistorFutureNMOSTransistor-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+10除去SiN34•除去SiN34–热磷酸(H3PO4)湿法刻蚀，约180℃FuturePMOSTransistorFutureNMOSTransistor-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+11平面视图--------浅槽隔离•完成浅槽隔离(STI)CrossSectionBareSili

6、conTrenchOxide12光刻胶成形•光刻胶成形–厚度比较厚，用于阻挡离子注入–用于N-阱的定义PhotoresistFuturePMOSTransistorFutureNMOSTransistor-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+13磷离子注入•磷离子注入–高能磷离子注入–形成局部N型区域，用于制造PMOS管Phosphorous(-)IonsPhotoresist-FutureNMOSTransistorNWell-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+14除去光刻胶-FutureNMOST

7、ransistorNWell-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+15光刻胶成形•光刻胶成形–厚度比较厚，用于阻挡离子注入–用于P-阱的定义Photoresist-FutureNMOSTransistorNWell-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+16硼离子注入•硼离子注入–高能硼离子注入–形成局部P型区域，用于制造NMOS管Boron(+)IonsPhotoresist--NWellPWell-SiliconEpiLayerPSiliconSubstrateP+17除去光刻胶--NWellPW