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CMOS工艺基础知识 CMOS工艺基础知识 MOS metaloxidesemiconductor金属氧化物半导体 按制程可以分为 Pmos 在MOS制程技术中是最简单 所以被应用的最早 是利用空穴来导电 速度较慢 Nmos 利用电子来做传导的工作 因为电子的漂移速度约为空穴的二至三倍 因此在相同的条件下 nMOS制程的电路可以工作得比pMOS快 Cmos 同时包含了nMOS和pMOS 因此制程技术变得较为复杂 通常在CMOS电路中成对的包含nMOS和pMOS晶体管 在稳态时只有一组晶体管能够导通 所以可以说没有静态功率消耗 statICpower 是目前最省功率的一种电路 现今流行的技术之一 CMOS工艺基础知识 几个常见的名词 Wafer晶圆Diffusion active 扩散 有源区Implant植入 注入Poly多晶硅Substrate衬底well井Diode二极管Bipolar三极管Resistor电阻capacitor电容Source源极gate栅极Drain漏极pin引脚 IDM大型垂直型企业Foundry晶圆代工厂Fabless没有制造厂的设计公司 CMOS工艺基础知识 PMOS的基本结构图 PMOS 是通过扩散或离子注入在N阱中掺入3价离子 如硼B铝Al 制作出P型区 分别叫源极和漏极 同时在源漏之间的氧化层上制作一个金属电极 或者是导电的多晶硅 栅极 这样就得到一个PMOS管 CMOS工艺基础知识 CMOS工艺基础知识 NMOS的基本结构图 NMOS 是通过扩散 离子注入等方法在P型衬底上掺入5价离子 如磷P 砷As 制作出两个N型区 分别叫源极和漏极 同时在源漏之间的氧化层上制作一个金属电极 或者是导电的多晶硅 栅极 这样就得到一个NMOS管 CMOS工艺基础知识 CMOS工艺基础知识 CMOS反相器基本结构图 CMOS Complementary互补式mos 简单来说 CMOS电路就是在同一个基体上建立pmos和nmos来达成一个逻辑电路 具有相当高的输入阻抗 低功率消耗 CMOS工艺基础知识 CMOS工艺基础知识 以一个Nwell制程的CMOS反相器为例 看其制造的工艺步骤 制作Nwell 1 氧化 在P型硅衬底芯片上生长一层SIO2 2 光刻 按照光刻版图在氧化层上刻出进行N阱掺杂的窗口 3 N阱掺杂 掺杂P元素 生长场氧 1 淀积氮化硅层 N阱生成后 应先除去硅片表面的氧化层 然后从新生长一薄层氧化层 并在其上淀积一层薄氮化硅 2 光刻 按版图进行有源区光刻 并将有源区的氧化层和氮化硅层保留 其余去除 3 氧化层生长 在没有氧化层和氮化硅层保护的区域 生长一层较厚的氧化层 CMOS工艺基础知识 以一个Nwell制程的CMOS反相器为例 看其制造的工艺步骤 制作栅极 1 生长栅氧化层 去除掉有源区上的氧化层和氮化硅层后 生长一层高质量的薄氧化层作为栅氧化层 2 在栅氧化层上淀积一层作为栅电极材料的多晶硅 3 光刻 光刻多晶硅 只保留作栅电极以及其互连作用的多晶硅 制作PMOS 1 光刻 按照版图刻出P沟道MOS晶体管源漏区掺杂的窗口 2 掺杂 通过光刻窗口掺入P型杂质 这时光刻窗口中的多晶硅对掺杂起到 掩模 的作用 故多晶硅下方的区域未掺入杂质 CMOS工艺基础知识 以一个Nwell制程的CMOS反相器为例 看其制造的工艺步骤 制作NMOS 1 光刻 去除P沟道MOS管掺杂时用的光刻胶后按版图刻出N沟道MOS晶体管源漏区掺杂的窗口 2 掺杂 通过光刻窗口掺入N型杂质 这时窗口中多晶硅下方的区域亦未掺入杂质 即是NMOS晶体管的沟道 反相器的金属互连线 1 打过孔 先生长一层氧化层 根据过孔的版图刻蚀氧化层 显出过孔的位置2 采用蒸发或溅射工艺在芯片表面淀积金属层3 光刻 按照电路连接要求生成互连线 这就是一个N阱CM