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1、工艺集成ProcessIntegration《大规模集成电路制造工艺》知识回顾2工艺集成集成电路的工艺集成：运用各类单项工艺技术（外延、氧化、气相沉积、光刻、扩散、离子注入、刻蚀以及金属化等工艺）形成电路结构的制造过程。薄膜形成光刻掺杂、刻蚀3工艺集成形成薄膜：化学反应，PVD，CVD，旋涂，电镀；光刻：实现图形的过渡转移；改变薄膜：注入，扩散，退火；刻蚀：最后图形的转移；器件的制备：各种工艺的集成MOS，CMOS，BJT，BiCMOS，MESFET工艺目的：4工艺的选择工艺条件：温度,压强,时间,功率,剂量,气体流量,…工艺参数：厚度,介电常数,应
2、力,浓度,速度,…器件参数：阈值电压,击穿电压,漏电流,增益,…5工艺的限制MOS：阈值电压束缚了氧化层厚度；BJT：电流增益束缚了基区宽度；内连线：RC延迟束缚了电阻率；Al的存在限制了工艺温度；刻蚀的选择比限制了材料的选择；器件特性要求对工艺的限制：工艺兼容性的限制：6集成电路中器件的隔离由于MOSFET的源、漏与衬底的导电类型不同，所以本身就是被PN结所隔离，即自隔离(self-isolated)；MOSFET晶体管是自隔离，可有较高的密度，但邻近的器件会有寄生效应；7LOCOS隔离希望场区的VT大,保证寄生MOSFET的电流小于1pA；增加场
3、区VT的方法:场氧化层增厚:栅氧化层的7-10倍；增加场氧化区下面掺杂浓度(Channel-StopImplant，沟道阻断注入)；8LOCOS隔离工艺氮化硅P型衬底p+p+P型衬底氮化硅p+p+SiO29LOCOS隔离工艺Bird’sBeak10改进的LOCOS工艺PBL:polybufferedLOCOS在LPCVDSi3N4前,先淀积一层多晶硅,让多晶硅消耗场氧化时横向扩散的O。鸟嘴可减小至0.1-0.2um。11浅阱隔离(ShallowTrenchIsolation)与LOCOS相比，STI尺寸按比例缩小更容易！12MESFET器件制备工艺流
4、程GaAs优点：电子迁移率高；更高的饱和漂移速度；衬底可以实现半绝缘；GaAs缺点：体缺陷多；少子寿命短；氧化物质量差；光刻胶外延生长n型有源层；外延生长n+接触层；Mask#1刻蚀形成隔离13MESFET器件制备工艺流程Mask#2形成源漏欧姆接触金属蒸发沉积Lift-off工艺形成金属图形；蒸发沉积金属；Mask#3刻蚀n+层GaAs，源漏间形成断路；光刻胶光刻胶光刻胶14MESFET器件制备工艺流程Mask#4将沟道区刻薄；定义栅极图形；金属蒸发沉积光刻胶光刻胶Lift-off工艺形成栅电极15npn型BJT器件制备工艺流程SiO2隔离金属电极
5、npnBJT：基区为p型半导体，少数载流子为电子，具有更高的迁移率，器件工作速度更快；横向隔离用SiO2，相对于pn结隔离，寄生电容更小；纵向利用n+p结隔离；n+埋层，也可以减少集电极的串联电阻；16npn型BJT器件制备工艺流程Mask#1定义埋层注入区杂质注入+扩散；n型外延层生长，避免埋层杂质扩散；17npn型BJT器件制备工艺流程Mask#2形成隔离减压SiO2生长；Si3N4沉积；硅阱刻蚀；沟道阻挡离子注入；隔离SiO2形成；Si3N4去除；18npn型BJT器件制备工艺流程Mask#3基区注入掺杂Mask#4薄氧化层刻蚀Mask#5基区
6、接触p+注入掺杂19npn型BJT器件制备工艺流程n+发射极/集电极接触区P/As离子注入Mask#6发射极注入；集电极金属接触区注入；低能量，高剂量注入；绝缘层20npn型BJT器件制备工艺流程PECVDSiNx钝化层内连金属纵向npnBJTMask#7开接触孔；Mask#8形成金属电极；8次光刻5次注入7次成膜5次刻蚀21NMOS制备工艺流程Mask#1定义有源区(沟道阻止注入)<100>22NMOS制备工艺流程LOCOS隔离去除Si3N4；去除压力释放氧化层；23NMOS制备工艺流程多晶硅栅氧化层自对准源/漏/栅注入pn结沟道栅开栅接触孔多晶硅
7、区栅氧化层生长；多晶硅层沉积；Mask#2形成栅极24NMOS制备工艺流程内连金属(Al-Si-Cu)内连绝缘层接触孔Mask#3开接触孔；Mask#4形成金属电极金属半导体25NMOS制备工艺流程源漏接触外联接触钝化层PECVDSiNxMask#5开外联接触窗口26基于LOCOS的CMOS工艺Al·Cu·SiPSGp+p+n+n+p+p+SiO227CMOS集成电路制造工艺I技术特点：LOCOS隔离工艺；平坦化层：PSG，re-flowat1100oCAl-Si金属作为内联金属；最小图形尺寸：3~0.8um28P型基片基于LOCOS的CMOS工艺2
8、9释放压力氧化层P型基片生长释放压力氧化層30释放压力氧化层P型基片氮化硅LPCVD沉积氮化硅31P型基片光
