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第二章CMOS集成电路工艺与版图 2010年9月 第一节CMOS集成电路工艺简介第二节几何设计规则第三节CMOS版图设计 第一节CMOS集成电路工艺简介 一 半导体IV类元素 硅 Si 锗 Ge 纯晶体称为本征半导体 是一种绝缘体 掺杂 V类元素 n 型半导体 电子III类元素 p 型半导体 空穴 第一节CMOS集成电路工艺简介 二 工艺类型前工序 包括从晶片开始加工到中测之前的所有工序后工序 包括从中测开始到器件完成的所有工序辅助工序 为保证整个工艺流程的进行 还需要一些辅助性的工序 第一节CMOS集成电路工艺简介 1 前工序 1 薄膜制备工艺 包括氧化 外延 化学汽相淀积 蒸发 溅射 2 掺杂工艺 包括离子注入和扩散 3 图形加工技术 包括制版和光刻 第一节CMOS集成电路工艺简介 2 后工序中间测试划片贴片焊接封装成品测试 第一节CMOS集成电路工艺简介 3 辅助工序 1 超净环境的制备 2 高纯水 气的制备 3 材料准备 包括制备单晶 切片 磨片 抛光等工序 制成IC生产所需要的单晶圆片 三 集成电路制造工艺1 氧化工艺生成SiO2薄膜 2 掺杂工艺在半导体基片的一定区域掺入一定浓度的杂质元素 形成不同类型的半导体层 来制作各种器件 1 扩散工艺 2 离子注入工艺 3 光刻工艺借助于掩膜版 并利用光敏的抗蚀涂层发生光化学反应 结合刻蚀方法在各种薄膜上 如SiO2薄膜 多晶硅薄膜和各种金属膜 刻蚀出各种所需要的图形 实现掩膜版图形到硅片表面各种薄膜上图形的转移 第一节CMOS集成电路工艺简介 光刻工艺步骤 负胶 第一节CMOS集成电路工艺简介 三 N阱CMOS工艺 CMOS反相器版图 N阱扩散 确定有源区 沉积硅栅 n 扩散 p 扩散 生成接触孔 产生金属连线 第二节版图设计规则 设计规则规定了掩膜版各层几何图形宽度 间隔 重叠及层与层之间的距离等的最小容许值 设计规则的作用 是设计和生产之间的一个桥梁 是一定的工艺水平下电路的性能和成品率的最好的折中 设计规则描述方法 微米设计规则 设计规则 设计规则 是一个归一化单位 使栅极宽度为2 其他尺寸都是 的整数倍 最小线宽2 即 2 m工艺 1 m金属线宽 2 间隔 3 第三节CMOS版图设计 一 静态CMOS版图设计 第三节CMOS版图设计 静态CMOSNAND版图设计 CMOS与门 二 动态CMOS版图设计 三 传输门 TransmissionGates PasstransistorsproducedegradedoutputsTransmissiongatespassboth0and1well 2选1电路 2 1multiplexerchoosesbetweentwoinputsY D1S D0S 2选1
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