西电集成电路制造技术绪论课件

集成电路制造技术,主讲：毛维,绪论,三、微电子器件制造工艺简介,我们将集中讨论一个硅片在典型CMOS流程中的主要制作步骤。为了进一步简化描述，只介绍一个CMOS反相器，由两个晶体管构成：一个nMOS和一个pMOS，它仅占微小的面积。通过了解CMOS反相器的制造，大家可以对我们这门工艺课程有一个总体的认识。,三、微电子器件制造工艺简介,CMOS制作步骤如下：双阱工艺浅槽隔离工艺多晶硅栅结构工艺轻掺杂漏(LDD)注入工艺侧墙的形成源/漏注入工艺接触孔的形成局部互连工艺通孔1和金属塞1的形成金属1互连的形成通孔2和金属塞2的形成金属2互连的形成制作金属3直到制作压点及合金参数测试,三、微电子器件制造工艺简介,亚微米CMOSIC制造厂典型的硅片流程模型,1.双阱工艺,n阱的形成,形成n阱有5个主要步骤：,1）外延生长2）厚氧化生长3）第一层掩膜4）n井注入（高能）5）退火,1.双阱工艺,p阱的形成,形成P阱有3个主要步骤：,1）第二层掩膜2）P井注入(高能)3）退火,2.浅槽隔离工艺,（1）槽刻蚀,槽刻蚀有4个主要步骤：,1）隔离氧化层2）氮化物淀积3）第三层掩膜4）STI槽刻蚀,2.浅槽隔离工艺,（2）氧化物填充,氧化物填充有2个主要步骤：,1）沟槽衬垫氧化硅2）沟槽CVD氧化物填充,2.浅槽隔离工艺,（3）氧化物平坦化,氧化物平坦化有2个主要步骤：,1）沟槽氧化物抛光(化学机械抛光)2）氮化物去除,3.多晶硅栅结构工艺,多晶硅栅结构工艺有4个主要步骤：,1）栅氧化层的生长2）多晶硅淀积3）第四层掩膜4）多晶硅栅刻蚀,4.轻掺杂漏注入工艺,n-轻掺杂漏注入有2个主要步骤：,1）第五层掩膜2）n-LDD注入(低能量,浅结),（1）n-轻掺杂漏注入,4.轻掺杂漏注入工艺,p-轻掺杂漏注入有2个主要步骤：,1）第六层掩膜2）P-轻掺杂漏注入(低能量,浅结),（2）p-轻掺杂漏注入,5.侧墙的形成,侧墙的形成有2个主要步骤：,1）淀积二氧化硅2）二氧化硅反刻,6.源/漏注入工艺,n+源/漏注入有2个主要步骤：,1）第七层掩膜2）n+源/漏注入(中等能量),（1）n+源/漏注入,6.源/漏注入工艺,p+源/漏注入有3个主要步骤：,1）第八层掩膜2）p+源/漏注入(中等能量)3）退火,（2）p+源/漏注入,7.接触(孔)的形成,接触(孔)的形成有3个主要步骤：,1）钛的淀积2）退火3）刻蚀金属钛,8.局部互连工艺,局部互连工艺有2个主要过程：,1）形成局部互连氧化硅介质2）制作局部互连金属,8.局部互连工艺,形成局部互连氧化硅介质有4个主要过程：,1）氮化硅化学气相淀积2）掺杂氧化物的化学气相淀积3）氧化层抛光(CMP)4）第九层掩膜,局部互连刻蚀,（1）形成局部互连氧化硅介质,8.局部互连工艺,制作局部互连金属有4个主要过程：,1）金属钛淀积(PVD工艺)2）氮化钛淀积3）钨淀积(化学气相淀积工艺平坦化)4）磨抛钨,（2）制作局部互连金属,9.通孔1和钨塞1的形成,制作通孔1有3个主要过程：,1）第一层层间介质氧化物淀积(化学气相淀积)2）氧化物磨抛3）第十层掩膜,第一层层间介质刻蚀,（1）制作通孔1,9.通孔1和钨塞1的形成,制作第一层钨塞有4个主要过程：,（2）制作第一层钨塞,1）金属淀积钛阻挡层（PVD）2）淀积氮化钛(CVD)3）淀积钨(CVD)4）磨抛钨,9.通孔1和钨塞1的形成,多晶硅、钨LI和钨塞的SEM显微照片,10.第一层金属(金属1)互连的形成,第一层金属(金属1)互连的形成有4个主要过程：,1）金属钛阻挡层淀积3）淀积氮化钛2）淀积铝铜合金4）第十一层掩膜,金属刻蚀,第一层金属在第一套钨通孔上的SEM显微照片,10.第一层金属(金属1)互连的形成,11.通孔2和钨塞2的形成,制作通孔2有4个主要过程：,1）ILD-2间隙填充3）ILD-2氧化物平坦化2）ILD-2氧化物淀积4）第十二层掩膜,ILD-2刻蚀,（1）制作通孔2,11.通孔2和钨塞2的形成,制作第二层钨塞有4个主要过程：,1）金属淀积钛阻挡层3）淀积钨(CVD)(PVD)2）淀积氮化钛(CVD)4）磨抛钨,（2）制作第二层钨塞,12.第二层金属(金属2)互连的形成,第二层金属(金属2)互连的形成有4个主要过程：,1）淀积、刻蚀金属22）填充第三层层间介质间隙3）淀积、平坦化ILD-3氧化物4）刻蚀通孔3，淀积钛/氮化钛，淀积钨，平坦化,13.制作第三层金属(金属3)直到制作压点和合金,14.参数测试,硅片要进行两次测试以确定产品的功能可靠性：第一次