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文档简介
MOS晶体管的动作
MOS晶体管实质上是一种使电流时而流过,时而切断的开关n+n+P型硅基板栅极(金属)绝缘层(SiO2)半导体基板漏极源极N沟MOS晶体管的基本结构源极(S)漏极(D)栅极(G)MOSFET的基本结构1
siliconsubstratesourcedraingateoxideoxidetopoxidemetalconnectiontosourcemetalconnectiontogatemetalconnectiontodrainpolysilicongatedopedsiliconfieldoxidegateoxideMOS晶体管的立体结构2
在硅衬底上制作MOS晶体管siliconsubstrate3
siliconsubstrateoxidefieldoxide4
siliconsubstrateoxidephotoresist5
ShadowonphotoresistphotoresistExposedareaofphotoresistChromeplatedglassmaskUltravioletLightsiliconsubstrateoxide6
非感光区域siliconsubstrate感光区域oxidephotoresist7
Shadowonphotoresistsiliconsubstrateoxidephotoresistphotoresist显影8
siliconsubstrateoxideoxidesiliconsubstratephotoresist腐蚀9
siliconsubstrateoxideoxidesiliconsubstratefieldoxide去胶10
siliconsubstrateoxideoxidegateoxidethinoxidelayer11
siliconsubstrateoxideoxidepolysilicongateoxide12
siliconsubstrateoxideoxidegategateultra-thingateoxidepolysilicongate13
siliconsubstrateoxideoxidegategatephotoresistScanningdirectionofionbeamimplantedionsinactiveregionoftransistorsImplantedionsinphotoresisttoberemovedduringresiststrip.sourcedrainionbeam14
siliconsubstrateoxideoxidegategatesourcedraindopedsilicon15
自对准工艺在有源区上覆盖一层薄氧化层淀积多晶硅,用多晶硅栅极版图刻蚀多晶硅以多晶硅栅极图形为掩膜板,刻蚀氧化膜离子注入16
siliconsubstratesourcedraingate17
siliconsubstrategatecontactholesdrainsource18
siliconsubstrategatecontactholesdrainsource19
完整的简单MOS晶体管结构siliconsubstratesourcedraingateoxideoxidetopoxidemetalconnectiontosourcemetalconnectiontogatemetalconnectiontodrainpolysilicongatedopedsiliconfieldoxidegateoxide20
CMOSFETP型sisubn+gateoxiden+gateoxideoxidep+p+21
主要的CMOS工艺VDDP阱工艺N阱工艺双阱工艺P-P+P+N+N+P+N+VSSVOUTVINVDDN-P+P+N+N+P+N+VSSVOUTVINVDDP-P+P+N+N+P+N+VSSVOUTVINN-SiP-SiN-I-SiN+-Si22
掩膜1:P阱光刻P-wellP-well
N+
N+
P+
P+
N+
P+N-SiP23
具体步骤如下:1.生长二氧化硅(湿法氧化):Si(固体)+2H2OSiO2(固体)+2H224
氧化25
2.P阱光刻:涂胶腌膜对准曝光光源显影26
27
硼掺杂(离子注入)刻蚀(等离子体刻蚀)去胶P+去除氧化膜P-well3.P阱掺杂:28
29
离子源高压电源电流积分器离子束30
掩膜2:光刻有源区有源区:nMOS、PMOS
晶体管形成的区域P+N+N+P+N-SiP-wellP-wellP-well淀积氮化硅光刻有源区场区氧化去除有源区氮化硅及二氧化硅SiO2隔离岛31
有源区depositednitridelayer有源区光刻板N型p型MOS制作区域(漏-栅-源)32
P-well1.淀积氮化硅:氧化膜生长(湿法氧化)P-well氮化膜生长P-well涂胶P-well对版曝光有源区光刻板2.光刻有源区:33
P-well显影P-well氮化硅刻蚀去胶3.场区氧化:P-well场区氧化(湿法氧化)P-well去除氮化硅薄膜及有源区SiO234
掩膜3:光刻多晶硅P-well去除氮化硅薄膜及有源区SiO2P-wellP+N+N+P+N-SiP-well栅极氧化膜多晶硅栅极生长栅极氧化膜淀积多晶硅光刻多晶硅35
P-well生长栅极氧化膜P-well淀积多晶硅P-well涂胶光刻多晶硅光刻板P-well多晶硅刻蚀36
掩膜4
:P+区光刻
1、P+区光刻
2、离子注入B+,栅区有多晶硅做掩蔽,称为硅栅自对准工艺。
3、去胶P-wellP+N+N+P+N-SiP-wellP-wellP+P+37
P-wellP+P-wellP+P+硼离子注入去胶38
掩膜5
:N+区光刻
1、N+区光刻
2、离子注入P+,栅区有多晶硅做掩蔽,称为硅栅自对准工艺。
3、去胶P-wellP+N+N+P+N-SiP-wellP-wellP+P+N+N+39
P-wellN+P-wellP+P+磷离子注入去胶P+P+N+N+40
掩膜6
:光刻接触孔1、淀积PSG.2、光刻接触孔3、刻蚀接触孔P-wellP+N+N+P+N-SiP-wellP-wellP+P+N+N+磷硅玻璃(PSG)41
掩膜6
:光刻接触孔P-wellP+P+N+N+淀积PSGP-wellP+P+N+N+光刻接触孔P-wellP+P+N+N+刻蚀接触孔P-wellP+P+
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