西电集成电路制造技术绪论

1、集成电路制造技术,主 讲：毛 维 西安电子科技大学微电子学院,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

2、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CMOS IC 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

3、 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

4、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

5、,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

6、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2 2）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