soc工艺课件 双阱CMOS工艺.ppt

1、Page 1,双阱CMOS工艺制造流程,半导体制造：硅氧化、光刻、刻蚀、扩散、离子注入、薄膜淀积。 局部氧化工艺 (LOCOS: LOCal Oxidation of Silicon)：场氧化层覆盖整个硅片，通过厚的场氧化层来隔离CMOS器件。（0.25m） 浅槽隔离工艺 (STI: Shallow Trench Isolation)：通过刻蚀一定深度的沟槽，再进行侧墙氧化，实现CMOS器件的隔离。（0.25m） LOCOS相对更容易理解CMOS工艺的制造流程。 简化的LOCOS流程：N阱P阱有源区栅pmos源/漏nmos源/漏接触孔金属1 通孔1 金属2,Page 2,完整的晶片,晶片的横截

2、面,横截面放大,晶片,Page 3,1-N阱(N-Well),N阱的制作 衬底上生长SiO2 涂敷光刻胶,版图,剖面图,P型衬底,N阱掩膜版,氧化层,光刻胶,N阱掩膜版,Page 4,1-N阱(N-Well),N阱的制作 衬底上生长SiO2 涂敷光刻胶 曝光 N阱掩膜版 显影 N阱区域暴露,版图,剖面图,P型衬底,氧化层,光刻胶,N阱掩膜版,N阱掩膜版,Page 5,1-N阱(N-Well),N阱的制作 衬底上生长SiO2 涂敷光刻胶 曝光 N阱掩膜版 显影 N阱区域暴露 N型离子注入 磷离子等 去除光刻胶,版图,剖面图,P型衬底,N阱,磷离子注入,N阱掩膜版,Page 6,2-P阱(P-We

3、ll),P阱的制作 涂敷光刻胶,版图,剖面图,P型衬底,N阱,N阱掩膜版,P阱掩膜版,P阱掩膜版,氧化层,光刻胶,Page 7,2-P阱(P-Well),P阱的制作 涂敷光刻胶 曝光 P阱掩膜版 显影 P阱区域暴露,版图,剖面图,P型衬底,N阱,N阱掩膜版,P阱掩膜版,P阱掩膜版,氧化层,光刻胶,Page 8,2-P阱(P-Well),P阱的制作 涂敷光刻胶 曝光 P阱掩膜版 显影 P阱区域暴露 P型离子注入 硼离子等 去除光刻胶,版图,剖面图,P型衬底,N阱,N阱掩膜版,P阱掩膜版,P阱,硼离子注入,Page 9,2-P阱(P-Well),P阱的制作 涂敷光刻胶 曝光 P阱掩膜版 显影 P阱

4、区域暴露 P型离子注入 硼离子等 去除光刻胶 刻蚀氧化层,版图,剖面图,P型衬底,N阱,N阱掩膜版,P阱掩膜版,P阱,Page 10,3-有源区(Active),有源区的制作 淀积SiN 在SiN上涂敷光刻胶,有源区掩膜版,有源区掩膜版,SiN,光刻胶,P型衬底,N阱,P阱,P阱,版图,剖面图,Page 11,3-有源区(Active),有源区的制作 淀积SiN 在SiN上涂敷光刻胶 曝光 有源区掩膜版 显影 有源区暴露,有源区掩膜版,有源区掩膜版,SiN,P型衬底,N阱,P阱,光刻胶,版图,剖面图,Page 12,3-有源区(Active),有源区的制作 淀积SiN 在SiN上涂敷光刻胶 曝

5、光 有源区掩膜版 显影 有源区暴露 刻蚀SiN 有SiN的地方会阻止场氧生长,有源区掩膜版,SiN,P阱,P型衬底,N阱,光刻胶,版图,剖面图,Page 13,3-有源区(Active),P型衬底,N阱,有源区的制作 淀积SiN 在SiN上涂敷光刻胶 曝光 有源区掩膜版 显影 有源区暴露 刻蚀SiN 有SiN的地方会阻止场氧生长 去除光刻胶 生长场氧化层 (FOX) 热氧化方法 隔离器件,P阱,场氧化层,有源区掩膜版,版图,剖面图,Page 14,3-有源区(Active),有源区的制作 淀积SiN 在SiN上涂敷光刻胶 曝光 有源区掩膜版 显影 有源区暴露 刻蚀SiN 有SiN的地方会阻止场

6、氧生长 去除光刻胶 生长场氧化层 (FOX) 热氧化方法 隔离器件 去除SiN,P型衬底,N阱,P阱,场氧化层,有源区掩膜版,版图,剖面图,Page 15,4-栅(Gate),栅的制作 生长栅氧化层 整个硅片上 可忽略场在氧化层上的生长,P阱,栅氧化层,N阱,版图,剖面图,P型衬底,Page 16,4-栅(Gate),栅的制作 生长栅氧化层 整个硅片上 可忽略场在氧化层上的生长 淀积多晶硅 涂敷光刻胶,多晶硅掩膜版,多晶硅掩膜版,P阱,栅氧化层,N阱,多晶硅,光刻胶,版图,剖面图,P型衬底,Page 17,4-栅(Gate),栅的制作 生长栅氧化层 整个硅片上 可忽略场在氧化层上的生长 淀积多

7、晶硅 涂敷光刻胶 曝光 多晶硅掩膜版 显影 多晶硅暴露 刻蚀多晶硅,多晶硅掩膜版,多晶硅掩膜版,P阱,栅氧化层,N阱,多晶硅,版图,剖面图,P型衬底,Page 18,4-栅(Gate),栅的制作 生长栅氧化层 整个硅片上 可忽略场在氧化层上的生长 淀积多晶硅 涂敷光刻胶 曝光 多晶硅掩膜版 显影 多晶硅暴露 刻蚀多晶硅 刻蚀栅氧化层 栅下的氧化层受多晶硅保护，未被刻蚀,P阱,栅氧化层,N阱,多晶硅,多晶硅掩膜版,版图,剖面图,P型衬底,Page 19,5-pmos的源/漏 (pmos Source/Drain),pmos源/漏的制作 涂敷光刻胶,P型注入掩膜版,P型注入掩膜版,P阱,N阱,版图

8、,剖面图,P型衬底,Page 20,5-pmos的源/漏 (pmos Source/Drain),pmos源/漏的制作 涂敷光刻胶 曝光 P型注入掩膜版 显影 P型注入区域暴露,版图,剖面图,P型注入掩膜版,P型注入掩膜版,P阱,N阱,P型衬底,Page 21,5-pmos的源/漏 (pmos Source/Drain),pmos源/漏的制作 涂敷光刻胶 曝光 P型注入掩膜版 显影 P型注入区域暴露 注入P型掺杂 去除光刻胶,P+掺杂,P+掺杂,版图,剖面图,P型注入掩膜版,P阱,N阱,p+,p+,p+,P型衬底,硼离子注入,Page 22,6-nmos的源/漏 (nmos Source/Dr

9、ain),nmos源/漏的制作 涂敷光刻胶,N型注入掩膜版,版图,剖面图,N型注入掩膜版,P阱,N阱,p+,p+,p+,P型衬底,Page 23,6-nmos的源/漏 (nmos Source/Drain),nmos源/漏的制作 涂敷光刻胶 曝光 N型注入掩膜版 显影 N型注入区域暴露,版图,剖面图,N型注入掩膜版,N型注入掩膜版,P阱,N阱,p+,p+,p+,P型衬底,Page 24,6-nmos的源/漏 (nmos Source/Drain),nmos源/漏的制作 涂敷光刻胶 曝光 N型注入掩膜版 显影 N型注入区域暴露 注入N型掺杂 去除光刻胶,N+掺杂,N+掺杂,版图,剖面图,N型注入

10、掩膜版,P阱,N阱,p+,p+,p+,n+,n+,n+,P型衬底,砷离子注入,Page 25,7-接触孔 (Contact),接触孔的制作 淀积氧化层 涂敷光刻胶,接触孔掩膜版,p+,n+,接触孔掩膜版,版图,剖面图,p+,p+,n+,n+,P型衬底,P阱,N阱,Page 26,7-接触孔 (Contact),接触孔的制作 淀积氧化层 涂敷光刻胶 曝光 接触孔掩膜版 有源区和栅的接触孔使用同一层掩膜版 显影 接触孔区域暴露,p+,n+,版图,剖面图,P型衬底,接触孔掩膜版,接触孔掩膜版,P阱,N阱,p+,p+,n+,n+,Page 27,7-接触孔 (Contact),接触孔的制作 淀积氧化层

11、 涂敷光刻胶 曝光 接触孔掩膜版 有源区和栅的接触孔使用同一层掩膜版 显影 接触孔区域暴露 刻蚀氧化层,p+,n+,版图,剖面图,P型衬底,P阱,N阱,p+,p+,n+,n+,Page 28,7-接触孔 (Contact),接触孔的制作 淀积氧化层 涂敷光刻胶 曝光 接触孔掩膜版 有源区和栅的接触孔使用同一层掩膜版 显影 接触孔区域暴露 刻蚀氧化层 去除光刻胶 淀积金属1 平坦化 顶层金属,n+,版图,剖面图,P型衬底,P阱,N阱,p+,p+,p+,n+,n+,Page 29,8-金属1 (Metal 1),金属1的制作 涂敷光刻胶,p+,n+,金属1掩膜版,金属1掩膜版,版图,剖面图,P型衬

12、底,P阱,N阱,p+,p+,n+,n+,Page 30,8-金属1 (Metal 1),金属1的制作 涂敷光刻胶 曝光 金属1掩膜版 显影 金属1暴露,版图,剖面图,P型衬底,金属1掩膜版,金属1掩膜版,P阱,N阱,p+,p+,p+,n+,n+,n+,金属和多晶硅交叠部分的剖面图,Page 31,8-金属1 (Metal 1),金属1的制作 涂敷光刻胶 曝光 金属1掩膜版 显影 金属1暴露 刻蚀金属1,p+,n+,版图,剖面图,P型衬底,P阱,p+,p+,n+,n+,N阱,Page 32,8-金属1 (Metal 1),金属1的制作 涂敷光刻胶 曝光 金属1掩膜版 显影 金属1暴露 刻蚀金属1

13、 去除光刻胶,p+,n+,版图,剖面图,P型衬底,P阱,N阱,p+,p+,n+,n+,Page 33,9-通孔1 (Via1),通孔1的制作 淀积氧化层 平坦化 涂敷光刻胶,p+,p+,p+,n+,通孔1掩膜版,通孔1掩膜版,版图,剖面图,P型衬底,P阱,n+,n+,N阱,Page 34,9-通孔1 (Via1),通孔1的制作 淀积氧化层 平坦化 涂敷光刻胶 曝光 通孔1掩膜版 显影 通孔1暴露,p+,p+,p+,n+,版图,剖面图,P型衬底,P阱,N阱,通孔1掩膜版,通孔1掩膜版,n+,n+,Page 35,9-通孔1 (Via1),通孔1的制作 淀积氧化层 平坦化 涂敷光刻胶 曝光 通孔1

14、掩膜版 显影 通孔1暴露 刻蚀氧化层 去除光刻胶,版图,剖面图,P型衬底,P阱,N阱,p+,p+,p+,n+,n+,n+,Page 36,9-通孔1 (Via1),通孔1的制作 淀积氧化层 平坦化 涂敷光刻胶 曝光 通孔1掩膜版 显影 通孔1暴露 刻蚀氧化层 去除光刻胶 淀积金属2 平坦化,p+,n+,版图,剖面图,P型衬底,P阱,N阱,p+,p+,n+,n+,Page 37,10-金属2 (Metal 2),金属2的制作 涂敷光刻胶,p+,n+,金属2掩膜版,金属2掩膜版,版图,剖面图,P型衬底,P阱,N阱,p+,p+,n+,n+,Page 38,10-金属2 (Metal 2),金属2的制作 涂敷光刻胶 曝光 金属2掩膜版 显影 金属2暴露,p+,n+,版图,剖面图,P型衬底,金属2掩膜版,金属2掩膜版,P阱,N阱,p+,p+,n+,n+,Page 39,