[工学]第1章集成电路的基本制造工艺2.ppt

在硅衬底上制作MOS晶体管 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 完整的简单MOS晶体管结构 有源区 Example: Intel 0.25 micron Process Interconnect Impact on Chip 深亚微米CMOS晶体管结构 BiCMOS工艺分类 以CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺 以双极工艺为基础的BiCMOS工艺。 以P阱CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺 以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺 8 8 8 8 8 8 8 8 8 3 9 9 9 9 9 9 9 9 9 4 10 10 10 10 10 10 10 10 10 5 11 11 11 11 11 11 11 11 11 6 12 12 12 12 12 12 12 12 12 7 13 13 13 13 13 13 13 13 13 8 功耗 驱动能力 CMOS 双极型 Bi-CMOS BiCMOS集成电路工艺 NPN晶体管电流增益小； 集电极的串联电阻很大; NPN管C极只能接固定电位，从而限制了NPN管的使用 NPN具有较薄的基区，提高了其性能； N阱使得NPN管C极与衬底隔开，可根据电路需要接电位 集电极串联电阻还是太大，影响双极器件的驱动能力 在现有N阱CMOS工艺上增加一块掩膜板 以N阱CMOS工艺为基础的改进BiCMOS工艺 使NPN管的集电极串联电阻减小5?6倍； 使CMOS器件的抗闩锁性能大大提高 三、后部封装 （在另外厂房） （1）背面减薄 （2）切片 （3）粘片 （4）压焊：金丝球焊 （5）切筋 （6）整形 （7）所封 （8）沾锡：保证管脚的电学接触 （9）老化 （10）成测 （11）打印、包装 金丝 劈 加热 压 焊 三、后部封装 （在另外厂房） 作业： 1. 课本P14，1.2题 2. 下图是NMOS晶体管的立体结构图，请 标出各区域名称及掺杂类型，并画出这个器件的版图（包括接触孔和金属线）。 3. 名词解释： MOS NMOS PMOS CMOS 场氧、有源区、硅栅自对准工艺 silicon substrate gate contact holes drain source silicon substrate source drain gate oxide oxide top nitride metal connection to source metal connection to gate metal connection to drain polysilicon gate doped silicon field oxide gate oxide CMOSFET P型 si sub n+ gate oxide n+ gate oxide oxide p+ p+ VDD P阱工艺 N阱工艺 双阱工艺 P- P+ P+ N+ N+ P+ N+ VSS VOUT VIN VDD N- P+ P+ N+ N+ P+ N+ VSS VOUT VIN VDD P- P+ P+ N+ N+ P+ N+ VSS VOUT VIN N-Si P-Si N- I-Si N+-Si 掩膜1： P阱光刻 P-well P-well N+ N+ P+ P+ N+ P+ N-Si P 具体步骤如下： 1．生长二氧化硅（湿法氧化）： Si(固体)+ 2H2O ? SiO2（固体）+2H2 2．P阱光刻： 涂胶 腌膜对准 曝光 光源 显影 硼掺杂（离子注入） 刻蚀（等离子体刻蚀） 去胶 P+ 去除氧化膜 P-well 3．P阱掺杂： 离子源 高压 电源 电流 积分 器 离子束 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-Si P-well P-well P-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 deposited nitride layer 有源区光刻板 N型p型MOS制作区域 (漏-栅-源) P-well 1. 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： 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SiO2 掩膜3： 光刻多晶硅 P-well 去除氮化硅薄膜及有源区SiO2 P-well P+ N+ N+ P+ N-Si P-well