CMOS工艺流程

叮叮小文库N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（NMOSFET）工艺流程：半导体元件制造过程可分为前段（Front End）制造过程:1.晶圆处理制程（Wafer Fabrication；简称 Wafer Fab）2.晶圆针测制程（Wafer Probe）；后段（Back End）： 1.构装（Packaging）、2.测试制程（Initial Test and Final Test）而本次课程设计主要重点在于前段晶圆的处理制作过程，故N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管（NMOSFET）工艺流程，概括的说就是先场氧，后栅氧，再淀多晶si，最后有源区注入。一硅片的选取：一般采用轻参杂的p型Si衬底，晶向，=3050.cm。 晶圆（晶片）的生产由砂即（二氧化硅）开始，经由电弧炉的提炼还原成 冶炼级的硅，再经由盐酸氯化，产生三氯化硅，经蒸馏纯化后，透过慢速分解过程，制成棒状或粒状的多晶硅。一般晶圆制造厂，将多晶硅融解 后，再利用硅晶种慢慢拉出单晶硅晶棒。一支85公分长，重76.6公斤的 8寸硅晶棒，约需 2天半时间长成。经研磨、抛光、切片后，即成半导体之原料晶圆片二. 初始氧化1.SiO2 层厚度250 A：SiO2作用：a.杂质扩散掩蔽膜 b.器件表面保护或钝化膜 c. MOS电容的介质材料 d. MOSFET的绝缘栅材料 e.电路隔离介质或绝缘介质SiO2制备： 实际生产干氧-湿氧-干氧工艺。好处：既保证了SiO2的质量，又提高了氧化速度。2.氧化后淀积Si3N4，Si3N4厚度1400 A。目的:选择性氧化的掩蔽膜。LPCVD Si3N4薄膜工艺：反应剂： SiH2Cl2 + NH3 Si3N4+H2+HCl 温度：700-900 ； 速率：与总压力（或pSiH2Cl2)成正比； 特点：密度高；不易被稀HF腐蚀；化学配比好；保形覆盖； 缺点：应力大；三. 光刻场区光刻，刻掉场区的Si3N4，不去胶,阻挡离子注入。1.涂光刻胶：2.掩膜版3.光刻： 4.刻蚀Si3N4： 5.去掉光刻胶：四. 场区注硼250 A的SiO2防止隧道效应注硼是为了提高场区的表面浓度，以提高场开启优点：工艺简单 问题：隔离区较宽，使IC的有效面积减少，不利于提高集成度 隔离扩散引入了大的集电区-衬底和集电区-基区电容，不利于IC速度的提高。 五. 场区氧化，8500 A氧化层是热生长形成的，此时硼将继续推进，Si3N4阻挡氧化。由于Si:SiO2=0.44:1（体积比），这种做法可以降低台阶高度，称为准等平面工艺优点：1.可以减小表面的台阶高度；2.一次光刻完成的。 缺点：1、鸟嘴侵蚀有源区；2、不利于后序工艺中的平坦化；3、杂质重新分布。六. 去掉有源区的Si3N4和SiO2Si3N4：用磷酸腐蚀 SiO2：用标准的光刻腐蚀液七. 预栅氧SiO2 层厚度250 A，为离子注入作准备。八. 调整阈电压注入（注硼）目的：改变有源区表面的掺杂浓度，获得要求的阈电压九. 去掉预栅氧十. 栅氧化SiO2 层厚度250 A这一步需要单独做，必须生长高质量的氧化层十一. 淀积多晶硅，Poly-Si，3800 A。扩磷，使多晶硅成为n+型（n+-Poly-Si）十二. 光刻刻多晶硅，不去胶十三. 离子注入源漏区注砷（As）,热退火选择As作源漏区，是因为同一温度下，As的扩散系数比磷小