第1章-集成电路制造工艺流程.ppt

航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程 集成电路（集成电路（ICIntegrated Circuit）制造工艺是集成电路实现的途径，也是集成制造工艺是集成电路实现的途径，也是集成电路设计的基础。电路设计的基础。授课目的：授课目的：(1)掌握基本工艺流程掌握基本工艺流程(2)掌握流程中每块光刻掩膜版对器件结构形成的作用掌握流程中每块光刻掩膜版对器件结构形成的作用(3)深刻领会集成电路中的各个器件是在同时制作深刻领会集成电路中的各个器件是在同时制作教材参考页数：教材参考页数：20-29吗古箕索拷霓芜掣璃姬氓岭倍书挝砧瞩势军套箔齿丁老印垦淌巳郎睛进鄂第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 1航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺分类集成电路制造工艺分类1.双极型工艺（双极型工艺（bipolar）2.MOS工艺工艺3.BiMOS工艺工艺曝痊踏确编偏气址远靖短滔壳悉氰考踪蜕卉偏旨拣汐杖痰褒褐勃噎途褐驶第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 2航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程 1-1 双极型集成电路工艺双极型集成电路工艺 典型典型PN结隔离工艺是实现集成电路结隔离工艺是实现集成电路制造的最原始工艺，迄今为止产生的各制造的最原始工艺，迄今为止产生的各种双极型集成电路制造工艺都是在此工种双极型集成电路制造工艺都是在此工艺基础上改进而来的。艺基础上改进而来的。移年尾详萎梨隔迸酬帅攘促膝干耸盲俘臣检叛制慨验韵恰篆豆貉货般致辰第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 3航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.1典型典型PN结隔离工艺流程结隔离工艺流程(分步图示分步图示)P-Sub衬底准备（衬底准备（P型）型）光刻光刻n+埋层区埋层区氧化氧化n+埋层扩散埋层扩散 清洁表面清洁表面(1)氰藩掀疥互袭闸组苏振双榜母鼎颠硕赏屯盏弦薪魏凡妖雪试苔滴涂怯购邵第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 4航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程P-Sub1.1.1典型典型PN结隔离工艺流程结隔离工艺流程(分步图示分步图示)生长生长n-外延外延 隔离氧化隔离氧化 光刻光刻p+隔离区隔离区p+隔离扩散隔离扩散 p+隔离推进、氧化隔离推进、氧化N+N+N-N-(2)灾哨清缔章刑蛙房烘禾杖耕掇男雁蟹掩原蹋素灶壹镑突底帕牧剐距馒港讯第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 5航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.1典型典型PN结隔离工艺流程结隔离工艺流程(分步图示分步图示)光刻硼扩散区光刻硼扩散区P-SubN+N+N-N-P+P+P+硼扩散硼扩散 氧化氧化(3)誓频墟郴贡创蛀巍点厌吕喻讨扒酗刨绩盟羔笋浙狱郸瓶叠乒钠依幂姆袜们第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 6航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.1典型典型PN结隔离工艺流程结隔离工艺流程(分步图示分步图示)光刻磷扩散区光刻磷扩散区 磷扩散磷扩散 氧化氧化P-SubN+N+N-N-P+P+P+PP(4)尚芋每咸包捂瘤无搬混杭橱巩种匪锤刮据多鸯釜乖色幼茵弗苦道笼衫径恢第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 7航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.1典型典型PN结隔离工艺流程结隔离工艺流程(分步图示分步图示)光刻引线孔光刻引线孔清洁表面清洁表面P-SubN+N+N-N-P+P+P+PP(5)倚您骗美淹缺庇韩耗塘恭以舰副毕咙朽谁区版紧各颤霍逃除砒疥甥仍跃剂第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 8航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.1典型典型PN结隔离工艺流程结隔离工艺流程(分步图示分步图示)蒸镀金属蒸镀金属 反刻金属反刻金属P-SubN+N+N-N-P+P+P+PP(6)避侥循目钧卓淫妹炭孪捞留仅密嘉校邱邮洒敝拌烧铡遭酶匈秧罩匪兵审绑第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 9航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.1典型典型PN结隔离工艺流程结隔离工艺流程(分步图示分步图示)钝化钝化P-SubN+N+N-N-P+P+P+PP光刻钝化窗口光刻钝化窗口后工序后工序(7)饵微菠挽货罗阳挚诅锭实疯湛喊耀援舞利辊墒蘑践胶图娩振跳给稀虫献瞻第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 10航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.2典型典型PN结隔离工艺流程结隔离工艺流程(主要步骤汇总主要步骤汇总)埋层光埋层光刻刻衬底准衬底准备备氧氧化化埋层扩埋层扩散散生长外生长外延延隔离光隔离光刻刻基区光基区光刻刻基区扩散、再基区扩散、再分布（氧化）分布（氧化）隔离扩散、推隔离扩散、推进（氧化）进（氧化）发射区发射区光刻光刻发射区扩发射区扩散、氧化散、氧化引线孔引线孔光刻光刻淀积淀积金属金属光刻压光刻压焊点焊点氧氧化化合金化及后合金化及后工序工序反刻反刻金属金属淀积钝化淀积钝化层层鹃笋搬犹炬奥朱散斜予橙币阜左绒宫撞黄秸贸带洱揽沦欣喊逼喧童设塌砚第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 11航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.3典型典型PN结隔离工艺结隔离工艺 （光刻掩膜版汇总）光刻掩膜版汇总）埋层区埋层区隔离墙隔离墙硼扩区硼扩区磷扩区磷扩区 引线孔引线孔金属连线金属连线钝化窗口钝化窗口GND Vi Vo VDDTR拙鸳漫唱朵栖苑擂躯石阀令盼抖絮束钞症具行娠烃咀闭巧额躁遵渊毗旭桓第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 12航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.4典型典型PN结隔离工艺结隔离工艺（正视正视版图汇总）版图汇总）柴矾桥怨庸芹板糙递汲由肖渡捌徘微信律哲甫擎呻东谩股钠疾悔伯庄狙掏第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 13航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.5 外延层电极的引出外延层电极的引出欧姆接触电极：欧姆接触电极：金属与参杂浓度较低的外延层金属与参杂浓度较低的外延层相接触易形成整流接触相接触易形成整流接触（金半接触势垒二极管）（金半接触势垒二极管）。因此，因此，外延层电极引出处应增加浓扩散。外延层电极引出处应增加浓扩散。BP-SubSiO2光刻胶光刻胶N+埋层埋层N-epiP+P+P+SiO2N-epiPPN+N+N+钝化层钝化层N+CECEBB魔抽坝术淑峪汝作琼日净汛焦姐时接掩嘿钥驾岭子姜科二歌名臃贵黎氟瓜第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 14航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.6 埋层的作用埋层的作用1.减小串联电阻减小串联电阻（集成电路中的各个电极均从（集成电路中的各个电极均从上表面引出，外延层电阻率较大且路径较长。上表面引出，外延层电阻率较大且路径较长。BP-SubSiO2光刻胶光刻胶N+埋层埋层N-epiP+P+P+SiO2N-epiPPN+N+N+钝化层钝化层N+CECEBB2.减小寄生减小寄生pnp晶体管的影响晶体管的影响（第二章介绍）（第二章介绍）曹盆浩击蛋牧旧满论赡晤熬鼎醇殿岁扑真焙怀抖随狠磐勺糯铬梅榷鹊积暇第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 15航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.7 隔离的实现隔离的实现1.P+隔离扩散要扩穿外延层，与隔离扩散要扩穿外延层，与p型衬底连通。型衬底连通。因此，将因此，将n型外延层分割成若干个型外延层分割成若干个“岛岛”。2.P+隔离接电路最低电位，隔离接电路最低电位，使使“岛岛”与与“岛岛”之间形成两个背靠背的反偏二极管。之间形成两个背靠背的反偏二极管。N+N+N-epiPN-epiPP-Sub(GND)P-Sub(GND)P-Sub(GND)BP-SubSiO2光刻胶光刻胶N+埋层埋层N-epiSiO2P+P+P+SiO2N-epiPPN+N+N+N+CECEBB钝化层钝化层面削勉圆绞寡祷残妮收晃妻肘奠失园聊貉眼昨事谊数晨藩溯挤薄樊朱片殴第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 16航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.1.8 其它双极型集成电路工艺简介其它双极型集成电路工艺简介对通隔离：对通隔离：减小隔离所占面积减小隔离所占面积泡发射区：泡发射区：减小发射区面积减小发射区面积磷穿透扩散：磷穿透扩散：减小串联电阻减小串联电阻离子注入：离子注入：精确控制参杂浓度和结深精确控制参杂浓度和结深介质隔离：介质隔离：减小漏电流减小漏电流光刻胶光刻胶BP-SubN+埋层埋层SiO2P+P+P+PPN+N+N+N+CECEBB盯觉颜岸刽红棍涕啊凰雇滓诗落馆孝绘锯私也套攘巷业觅盯陡氢办逛臣渍第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 17航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1-1 思考题思考题1-1-1.典型典型PN结隔离工艺与分立器件结隔离工艺与分立器件NPN管制管制造工艺有什么不同（增加了哪些主要工序）？造工艺有什么不同（增加了哪些主要工序）？增加工序的的目的是什么？增加工序的的目的是什么？1-1-2.NPN管的电极是如何引出的？集电极引出管的电极是如何引出的？集电极引出有什么特殊要求？有什么特殊要求？1-1-3.典型典型PN结隔离工艺中隔离扩散为什么放结隔离工艺中隔离扩散为什么放在基区扩散之前而不放在基区扩散或发射区扩在基区扩散之前而不放在基区扩散或发射区扩散之后？散之后？除砷菩晶猖帖灿第银车县孤网络唆镇霄甄素岔杀蒲滑享料靶茬托图陛壁勘第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 18航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1-1 作业作业1-1-1.典型典型PN结隔离工艺中器件之间是如何实结隔离工艺中器件之间是如何实现隔离的？现隔离的？1-1-2.设典型设典型PN结隔离工艺允许的最小线宽、结隔离工艺允许的最小线宽、外延层的厚度和各相关图形间的间距都为外延层的厚度和各相关图形间的间距都为W，画出最小面积画出最小面积NPN晶体管图形和剖面结构图，晶体管图形和剖面结构图，并分别并分别估算估算W为为1 m 和和0.5 m时，时，在在1cm2的芯片面积上可以制作多少个这种相互隔离的的芯片面积上可以制作多少个这种相互隔离的最小面积晶体管。最小面积晶体管。乍粳好疤宽妒跑戮竞嚣收夏带爷好键替治里莎颠酋凶方荒涝疡哪箕傲民发第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 19航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程 1.2 MOS集成电路集成电路工艺工艺 CMOS工艺是将工艺是将NMOS器件和器件和PMOS器件同器件同时制作在同一硅衬底上的工艺，时制作在同一硅衬底上的工艺，已成为当前超已成为当前超大规模集成电路（大规模集成电路（VLSI）中的主流技术，通常）中的主流技术，通常有有P阱阱CMOS工艺、工艺、N阱阱CMOS工艺工艺和双阱和双阱CMOS工艺。不同厂家、不同工艺线构成很多工艺。不同厂家、不同工艺线构成很多不同的不同的CMOS工艺序列工艺序列。悯捐亩烁酸莎功歹掀春括池靠时珍陌程靡肘持伞昧无锑叉缀炎记须砍蒲见第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 20航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（1 1）衬底准备衬底准备P P+/P/P外延片外延片P P型单晶片型单晶片驹奶谎油稳蹦剧士腊弗隘淖椒唾珊辉虱攒伺叹覆霞辫叠屎胆必却兵触匣严第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 21航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程P-Sub1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（2 2）氧化（氧化（薄氧薄氧+生长生长Si3N4）、光刻）、光刻N-阱阱(nwell)盼泰圃垛愚筐亥乒狠高蝗握坏耽假取匆吞枫娜敏隋湍拴奥苟谦惮童辛凯炕第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 22航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（3 3）N-阱注入，阱注入，N-阱推进，退火，清洁表面阱推进，退火，清洁表面N阱P-Sub迸湾缉舱惦肚停绪摩苞灸痢口庭辕奥那寺甥析会畴真裤紧欣瓷脏皱姐劲牲第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 23航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程P-SubN阱1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（4 4）长薄氧、长氮化硅、光刻场区长薄氧、长氮化硅、光刻场区(active反版反版)戊跃教赫华枢卉草福蹋结恭谩亏圈藕爆杯穴倔裙雹畏靠抒美价嫂骑辛擦斩第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 24航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程P-SubN阱1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（5 5）场区氧化（场区氧化（LOCOS）,清洁表面清洁表面(之前可做之前可做N管场区注入管场区注入和和P管场区注入，提高场开启；管场区注入，提高场开启；改善衬底和阱的接触，减少闩锁效应）改善衬底和阱的接触，减少闩锁效应）婆砂洒协祟困傻几颧忽频秩鸣掐孩泄柬履鹊嚏用氏钢亮胖獭常世恋诉绢疫第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 25航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程P-SubN阱1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（6 6）栅氧化栅氧化,淀积多晶硅，多晶硅淀积多晶硅，多晶硅N+掺杂，反刻多晶掺杂，反刻多晶（polysiliconpoly)（之前可作开启电压（之前可作开启电压VTN调整注入）调整注入）隘皖硒是叫按铺各玫骡混都董张纽咖谬楼雄琴跃守疤吸族董颈看咨售赘壹第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 26航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（7 7）光刻光刻P+active注入区注入区（Pplus），），P+注入注入，（硅栅自对准）硅栅自对准）P-SubP-SubP-SubN阱代套庄打沈宵蹲会钧块庸叹裙猜蛀绒谅氓筒钻示南榔睬洱氦营礼蛊皱寸赃第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 27航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（8 8）光刻光刻N+active注入区注入区（Nplus Pplus的反版），的反版），N+注入注入，（硅栅自对准）硅栅自对准）P-SubP-SubP-SubN阱含烹撤毡终粗蔚源忿伏酥狭折辛腹亡鲤够液槛暴簿嘴储描潘砒轴讲盐临咒第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 28航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（9 9）淀积淀积BPSG，光刻接触孔，光刻接触孔(contact)，回流回流P-SubP-SubN阱殉饿棕进胶召奶惊碾烟突就釉蔗溜蒙德秒食斌蕾椿琢肤墟周蜗滓砚笔溯难第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 29航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（1010）蒸镀金属蒸镀金属1，反刻金属，反刻金属1（metal1)P-SubN阱涎炉子辆吸爆订醚茎裔荫溯诀贮敦逢簇猛婴怨驾雨买挎感齿享慎杨夕人当第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 30航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（1111）绝缘介质淀积，平整化，光刻通孔绝缘介质淀积，平整化，光刻通孔(via)P-SubP-SubN阱瞎白洽瓤第康尊废诺芜挠缀肿扫桂蜀勉撞鸯恫予谋寥争杉哪宋矢哄散吭布第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 31航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（1212）蒸镀金属蒸镀金属2，反刻金属，反刻金属2（metal2)P-SubN阱找袒育舒沧捂鳖乙舍龙交贰辨斋董欣舜铬诉鞭申吉眺干要酷传诌句拱庇气第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 32航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.1 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程主要流程(分步图示分步图示)（1313）钝化层淀积，平整化，光刻钝化窗孔钝化层淀积，平整化，光刻钝化窗孔(pad)P-SubN阱紊差塞腰申颊吱猾男恭维棺拐琵吏全改交遗氧浩笨星撕垃捎幌掇竿钎礼盆第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 33航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.2 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺主要流程汇总主要流程汇总场区光场区光刻刻衬底准衬底准备备生长生长SiO2和和Si3N4N阱光刻、注入、阱光刻、注入、推进推进生长生长SiO2和和Si3N4N管场区光刻、管场区光刻、注入注入阈值电压调整区光刻、阈值电压调整区光刻、注入注入清洁有源区表面、清洁有源区表面、长栅氧长栅氧场区氧化场区氧化(局部局部氧化氧化)多晶淀积、参杂、多晶淀积、参杂、光刻光刻N管管LDD光刻、光刻、注入注入P+有源区光刻、有源区光刻、注入注入P管管LDD光刻、光刻、注入注入N+有源区光刻、有源区光刻、注入注入BPSG淀淀积积接触孔光接触孔光刻刻N+接触孔光刻、接触孔光刻、注入注入淀积金属淀积金属1、反、反刻刻淀积绝缘介淀积绝缘介质质通孔孔光通孔孔光刻刻淀积金属淀积金属2、反刻反刻淀积钝化层、淀积钝化层、光刻光刻侧墙氧化物淀积、侧侧墙氧化物淀积、侧墙腐蚀墙腐蚀吠碴谱诈荚绕孺彦三挡投叫锭贪俭爱搜痘趋赐萧只嘱效州亲凯跟嫡刃谊鲜第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 34航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.3 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺 光刻掩膜版汇总简图光刻掩膜版汇总简图N阱阱 有源区有源区 多晶多晶PplusNplus引线孔引线孔金属金属1通孔通孔金属金属2 钝化孔钝化孔洞劫微弓柿新馋勿液平恭袖膏称须们壹敦博那有淫隧羌替樊桓莫寇卡震襟第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 35航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.4 N阱硅栅阱硅栅CMOS工艺工艺（正视版图）（正视版图）旁崔谈惟涸仅扣秉笨腻牙躺前为骄眶第牛隘饯冬踌哼投墩况粳拇砚苍眠晰第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 36航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.5 局部氧化的作用局部氧化的作用2.减缓表面台阶减缓表面台阶P-SubN-阱阱1.提高场区阈值电压提高场区阈值电压烂础哪埠狞醋己腋淫呸肿瘪挞荆栽挛盼饵酌谊赠貉丫整氨痈镭棚挤恍哎菌第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 37航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.6 场区注入的作用场区注入的作用P-SubN-阱阱1.提高场区阈值电压（提高场区阈值电压（有利于减小场有利于减小场氧化层厚度，降低表面台阶氧化层厚度，降低表面台阶）2.有利于抑制闩锁效应有利于抑制闩锁效应恼熊痕市练犬小姚闸东悦疼答侩师帅悲悔获哇牺吱骗啸击嘎举骗页娜贵颐第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 38航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.7 硅栅自对准硅栅自对准 在硅栅形成后，利用硅栅的遮蔽作用在硅栅形成后，利用硅栅的遮蔽作用来形成来形成MOS管的沟道区，使管的沟道区，使MOS管的沟道管的沟道尺寸更精确，寄生电容更小。尺寸更精确，寄生电容更小。P-SubN-阱阱妮表呆雇茬停家捌睬版蚀产掷疏绰象墙撞滑熏郧哆倚撵隔霖臂豢千谊瓜句第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 39航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.8 MOS管衬底电极的引出管衬底电极的引出 NMOS管和管和PMOS管的衬底电极都从管的衬底电极都从上表面引出，由于上表面引出，由于P-Sub和和N阱的参杂浓度阱的参杂浓度都较低，为了避免整流接触，电极引出处都较低，为了避免整流接触，电极引出处必须有浓参杂区。必须有浓参杂区。P-SubN-阱阱逐立彭代启懈迸乘旭诺圆饮班鹊骇由碧恕残呵挝杯啸怀智帜织想姿榜铬讼第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 40航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.9 LDD注入注入 在在P+（N+）有源）有源区注入前可以进行区注入前可以进行LDD注入，以便减小短沟道注入，以便减小短沟道效应效应(热载流子效应热载流子效应)。用用Pplus版光刻后进行版光刻后进行PMOS管管LDD注入，注入，用用Nplus版光刻后进行版光刻后进行NMOS管管LDD注入，注入，都是以光刻胶膜作为注入遮蔽膜。都是以光刻胶膜作为注入遮蔽膜。LDD注入之后，先制作侧墙，然后再进行注入之后，先制作侧墙，然后再进行P+（N+）有源区光刻、注入。）有源区光刻、注入。补男脾层丢屋逸物悍篙蚂谣哆唆伯城扦灰剂饰盘谣鸣涯逼买猜垂刻觉奖散第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 41航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.10 接触孔掺杂接触孔掺杂 为了改善有源区接触孔特性，为了改善有源区接触孔特性，在光刻接触在光刻接触孔之后、回流之前，孔之后、回流之前，用用Nplus 版光刻，对接触孔进行版光刻，对接触孔进行N+注入注入 用用Pplus 版光刻，对接触孔进行版光刻，对接触孔进行P+注入注入绝楼病挪墙廷锹姐异惧萄求盏破弗哥卷享诫湍扮沥屠拒件观蘑绸矩瘩廉钟第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 42航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.2.11 其它其它MOS工艺简介工艺简介双层多晶：双层多晶：易做多晶电容、多晶电阻、叠易做多晶电容、多晶电阻、叠栅栅MOS器件，适合器件，适合CMOS数数/模混合电路、模混合电路、EEPROM等等多层金属：多层金属：便于布线，连线短，连线占面便于布线，连线短，连线占面积小，适合大规模、高速积小，适合大规模、高速CMOS电路电路n阱阱CMOS工艺工艺 P阱阱CMOS工艺工艺 双阱双阱CMOS工艺工艺P-subN-wellPMOS衬底衬底NMOS衬底衬底N-subP-wellNMOS衬底衬底PMOS衬底衬底P-subP-wellNMOS衬底衬底PMOS衬底衬底N-wellE/D NMOS工艺等等工艺等等滴痰眩散脉秧镜抛寸彰党莽匿辱恨坯浇对摈盾涩犬挽鸯坑眨酵均宗太荔挽第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 43航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1-2 思考题思考题1-2-1.在在N阱硅栅阱硅栅CMOS基本基本工艺工艺中做连线中做连线有源区和多晶硅可否交叉通过？有源区和多晶硅可否交叉通过？1-2-2.在在N阱硅栅阱硅栅CMOS基本基本工艺工艺中有源中有源区包括哪些区域，是如何刻蚀出来的？区包括哪些区域，是如何刻蚀出来的？1-2-3.集成集成MOS管的衬底电极与分立管的衬底电极与分立MOS器件的有何不同？引出时要注意什么？器件的有何不同？引出时要注意什么？缓带芬蘸矢惑厄毯旅济推比擒瓢臃移桑蒲注钩虹饥槐铡撂音辜捧光秸珠可第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 44航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1-2 作业作业1-2-1.N阱硅栅阱硅栅CMOS基本基本工艺工艺中的有源区中的有源区包括哪些区域？包括哪些区域？1-2-2.NMOS源漏区或源漏区或PMOS源漏区注入时源漏区注入时有哪些介质做掩蔽层？这些掩蔽层分别是用有哪些介质做掩蔽层？这些掩蔽层分别是用什么光刻掩膜版光刻后留下的？什么光刻掩膜版光刻后留下的？1-2-3.N阱硅栅阱硅栅CMOS基本基本工艺工艺中的局部氧中的局部氧化和场区注入有哪些作用化和场区注入有哪些作用？拇碗庶右奢玄拄埔椭阴昼叼缸干呀屎秘口雅删皿圆惨琅廖区缀辫蝉譬瓮死第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 45航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.3 BI CMOS工艺简介工艺简介 双极型工艺与双极型工艺与CMOS工艺相结合，工艺相结合，综合了双极器件高跨导、强负载驱动能综合了双极器件高跨导、强负载驱动能力和力和CMOS器件高集成度、低功耗的优器件高集成度、低功耗的优点，适合模拟和数点，适合模拟和数/模混合电路。模混合电路。缺点是工艺比较复杂，工艺成本高缺点是工艺比较复杂，工艺成本高。矿弓疾核淡楚尝登嗽蜕奎读棉唤枢赶倔惹枕朔菲维吩械迄胰柄鼻条赊渣纤第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 46航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.3.1以以CMOS工艺为基础的工艺为基础的BI-MOS工艺工艺 1.以以P阱阱CMOS工艺为基础工艺为基础N+N+P+P+P-wellN SubNMOSPMOSN-epiN-epiP-wellP+BLP+BLN+N+PN+N+PP+横向NPN纵向NPN酌钢拴烤乾潦朵尔咳柜囱卖术柏娜阁杏瞪彦皿陛巷塘苫激藐曙课钥与畴斜第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 47航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.3.1以以CMOS工艺为基础的工艺为基础的BI-MOS工艺工艺 2.以以N阱阱CMOS工艺为基础工艺为基础P+P+N+N+N-wellP SubNMOSPMOSN-wellP-epiN-wellN+-BLN+-BLN+-BLN+N+P横向PNP纵向NPNN+PPP傲岔痉啮奇础枕糯屑亦硕椒寓雕卒盗叙悲婴办釉豢公甲援长近疥邦勇崔皂第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 48航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1.3.2以双极型工艺为基础的以双极型工艺为基础的BI-MOS工艺工艺N+N+PP+-SubN+-BLN+-BLN-epiP+N-epiN-epiNPNPN+PN+NMOSPMOSP-Well再却夸抿倚过袱而薛湾徐氯汛摔钉蕉染纲在佯漫朴苔羔弯旭功瑟荡静笔添第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 49航天学院航天学院 微电子微电子集成电路设计原理集成电路设计原理第一章第一章 集成电路制造工艺流程集成电路制造工艺流程1-3 作业作业1-3-1.设计设计1.3.1中给出的以中给出的以N阱阱CMOS工工艺为基础的艺为基础的BICMOS工艺流程。工艺流程。端侮常拄姿棋滚恩姥臻仗蘑晨房畴判经伸喳淡认挣脐主寞谍听般甄碎衍喜第1章 集成电路制造工艺流程第1章 集成电路制造工艺流程来逢昌来逢昌 13945188403 2012年年1月月 50