集成电路的基本制造工艺.ppt

典型的双极集成电路中晶体三极管的主要制造过程,P,N+隐埋层,N+隐埋层,N,P+ 隔离岛,P,P,N+,N+,e,b,c,e,c,b,复习,PN结隔离工艺简单，与元件制作工艺基本相容，是目前应用最多的隔离方法。,双极集成电路工艺,电隔离,自然隔离,PN结隔离,全介质隔离,PN结介质混合隔离,双极集成电路工艺分类,在集成电路中，P型衬底接最负电位，以使隔离结处于反偏。典型的PN结隔离的掺金TTL电路总的工序40道左右。需要六次光刻。,12 MOS集成电路的基本制造工艺,MOS集成电路分为PMOS集成电路、NMOS集成电路、CMOS集成电路。在PMOS、NMOS集成电路中又因其负载电阻的不同分为: E/R(电阻负载)、E/E(增强型MOS管负载)、E/D(耗尽型MOS管负载) MOS集成电路。根据栅极制造工艺的不同分为:铝栅工艺和硅栅工艺(栅电极为掺杂多晶体) MOS集成电路。,12 MOS集成电路的基本制造工艺,根据栅极制造工艺的不同分为：铝栅工艺和硅栅工艺(栅电极为掺杂多晶体) 。,PMOS集成电路,MOS,NMOS集成电路,CMOS集成电路,E/R(电阻负载),E/E(增强型MOS管负载),E/D(耗尽型MOS管负载),铝栅硅栅,NMOS管结构示意图,NMOS剖面示意图,根据阱的导电类型CMOS可分为P阱CMOS、N阱CMOS和双阱CMOS电路。 (P阱上做NMOS)P阱CMOS与NMOS器件有良好的兼容性。(N阱上做PMOS)N阱CMOS与PMOS器件有良好的兼容性。双阱工艺是在衬底上制做出P阱和N阱。P阱上做NMOS管， N阱上做PMOS管。这样可以独立调节两种沟道MOS管的参数，使CMOS电路达到最优的特性。,制做典型的P阱硅栅CMOS需要五十多道工序，需要十次光刻。,1.2.2 CMOS集成电路工艺,制做典型的P阱硅栅CMOS需要五十多道工序，需要十次光刻。,1.2.2 CMOS集成电路工艺,CMOS可分为：,P阱CMOS,N阱CMOS,双阱CMOS,与PMOS器件有良好的兼容性。,与NMOS器件有良好的兼容性。,可以独立调节两种沟道MOS管的参数，使电路达到最优的特性。,CMOS集成电路工艺,N,P,N+,P+,P+,P阱硅栅CMOS工艺,N+,CMOS集成电路工艺,P,N,P+,N+,N+,N阱硅栅CMOS工艺,P+,由于驱动管NPN制作在低掺杂的衬底上，所以降低了驱动管的结电容和衬底偏置效应。,13 Bi-CMOS工艺,Bi-CMOS工艺是把双极器件和CMOS器件制做在同一芯片上。它综合了两种器件的优点，给高速度、高集成度、高性能的LSI及VLSI 的发展开辟了一条新的道路。优势互补、取长补短。 Bi-CMOS工艺可分为两大类：一类是以CMOS工艺为基础的；另一类是以标准双极工艺为基础的。以标准双极工艺为基础的Bi-CMOS工艺对保证器件中的双极器件有利。影响Bi-CMOS工艺器件性能的主要是双极部分，因此以标准双极工艺为基础的Bi-CMOS工艺用得较多。,13 Bi-CMOS工艺,把双极器件和CMOS器件制做在同一芯片上。优势互补、取长补短。,Bi-CMOS工艺：,以CMOS工艺为基础,以双极工艺为基础,对保证器件中的器件有利。,对保证器件中的双极器件有利。,P阱,影响Bi-CMOS工艺器件性能的主要是双极部分，因此以双极工艺为基础的用得较多。,N阱,P阱,双阱,以P阱CMOS工艺为基础的Bi-CMOS器件剖面示意图,N-SUB,P阱,P阱,N+,P+,N+,N+,N+,P+,以N 阱CMOS工艺为基础的Bi-CMOS器件剖面示意图,P-SUB,N阱,N阱,N+,N+,P+,P+,N+,P+,N+,以N阱CMOS工艺为基础的Bi-CMOS器件剖面图,三种以PN结隔离双极型工艺为基础的P阱Bi-CMOS器件剖面图,以双极型工艺为基础的双埋层双阱Bi-CMOS器件剖面图,以双极工艺为基础的Bi-CMOS器件剖面示意图,P-SUB,N+隐埋层,P+隐埋层,N+隐埋层,P+隐埋层,外延层,P阱,P阱,N阱,N阱,N+,N+,N+,P+,P+,N,13 Bi-CMOS工艺,把双极器件和CMOS器件制做在同一芯片上。优势互补、取长补短。,Bi-CMOS工艺：,以CMOS工艺为基础,以双极工艺为基础,对提高器件中的双极器件有利。,对提高器件中的双极器件有利。,P阱,影响Bi-CMOS工艺器件性能的主要是双极部分，因此以双极工艺为基础的用得较多。,N阱,P阱,双阱,作业题：,1根据阱的导电类型，CMOS电路可分为 、 、双阱CMOS电路。 2典型的P阱硅栅CMOS工艺