工艺流程与MOS电路版图举例.ppt

1、离子植入磷离子(+5)，所以出现多余电子，呈现负电荷状态。电荷移动速度高于P型约0.25倍。以缓冲氢氟酸液去除二氧化硅层。,在表面重新氧化生成二氧化硅层，LPCVD沉积氮化硅层，以光阻定出下一步的fieldoxide区域。,在上述多晶硅层外围，氧化二氧化硅层以作为保护。涂布光阻，以便利用光刻技术进行下一步的工序。,形成NMOS，以砷离子进行植入形成源漏极。此工序在约1000中完成，不能采用铝栅极工艺，因铝不能耐高温，此工艺也称为自对准工艺。砷离子的植入也降低了多晶硅的电阻率(块约为30欧姆)。还采用在多晶硅上沉积高熔点金属材料的硅化物(MoSi2、WSi2、TiSi2等)，形成多层结构,以类似

2、的方法，形成PMOS，植入硼(+3)离子。 (后序中的PSG或BPSG能很好的稳定能动钠离子，以保证MOS电压稳定)。,后序中的二氧化硅层皆是化学反应沉积而成，其中加入PH3形成PSG (phospho-silicate-glass)，加入B2H6形成BPSG (boro-phospho-silicate-glass)以平坦表面。所谓PECVD (plasma enhancedCVD) 在普通CVD反应空间导入电浆(等离子)，使气体活化以降低反应温度)。,光刻技术定出孔洞，以溅射法或真空蒸发法，依次沉积钛+氮化钛+铝+氮化钛等多层金属。(其中还会考虑到铝的表面氧化和氯化物的影响)。由于铝硅固相

3、反应，特别对浅的PN结难以形成漏电流 (leakcurrent)小而稳定的接触，为此使用TiN等材料，以抑制铝硅界面反应，并有良好的欧姆，这种材料也称为势垒金属(barriermetal)。,RIE刻蚀出布线格局。以类似的方法沉积第二层金属，以二氧化硅绝缘层和介电层作为层间保护和平坦表面作用。,为满足欧姆接触要求，布线工艺是在含有510%氢的氮气中，在400500温度下热处理1530分钟(也称成形forming)，以使铝和硅合金化。最后还要定出PAD接触窗，以便进行bonding工作。 (上述形成的薄膜厚度的计算可采用光学衍射、倾斜研磨、四探针法等方法测得)。,2. 典型N阱CMOS工艺的剖面

4、图,CMOS process,p+,p+,p-,Process (Inverter)p-sub,P-diffusion,N-diffusion,Polysilicon,Metal,Legend of each layer,contact,N-well,GND,低氧,场氧,p-sub,p+,Layout and Cross-Section View of Inverter,In,图例,Process,field oxide,field oxide,field oxide,3. Simplified CMOS Process Flow,Create n-well and active region

5、s,Grow gate oxide (thin oxide),Deposit and pattern poly-silicon layer,Implant source and drain regions, substrate contacts,Create contact windows, deposit and pattern metal layers,N-well, Active Region, Gate Oxide,Cross Section,n-well,Poly-silicon Layer,N+ and P+ Regions,Top View,Ohmic contacts,Cros

6、s-Section,SiO2 Upon Device & Contact Etching,Top View,Cross-Section,Metal Layer by Metal Evaporation,Top View,Cross-Section,A Complete CMOS Inverter,Top View,Cross-Section,SiO2,FET,Transistor - Layout,Diffusion,layers,Via and Contacts,Diffusion,Metal 2,SiO2,SiO2,Polysilicon,Metal-Diff Contact,Metal-Poly Contact,SiO2,Via,Metal 1,Inverter Example,Metal-nDiff Contact,Metal-Poly Contact,Via,VDD,GND,VDD,Metal 2,Metal 1,Metal-nDiff Contact,GND,4. MOS电路版图举例,1) 铝栅CMOS电路版图设计规则 2) 铝栅、硅栅MOS器件的版图 3) 铝栅工