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文檔簡介

會計學(xué)1CMOS工藝流程圖剖面實用2氧化層生長光刻1,刻N阱掩膜版氧化層P-SUB第1頁/共153頁3曝光光刻1,刻N阱掩膜版光刻膠掩膜版第2頁/共153頁4氧化層的刻蝕光刻1,刻N阱掩膜版第3頁/共153頁5N阱注入光刻1,刻N阱掩膜版第4頁/共153頁6形成N阱N阱P-SUB第5頁/共153頁7氮化硅的刻蝕光刻2,刻有源區(qū)掩膜版二氧化硅掩膜版N阱第6頁/共153頁8場氧的生長光刻2,刻有源區(qū)掩膜版二氧化硅氮化硅掩膜版N阱第7頁/共153頁9去除氮化硅光刻3,刻多晶硅掩膜版FOXN阱第8頁/共153頁10重新生長二氧化硅(柵氧)光刻3,刻多晶硅掩膜版柵氧場氧N阱第9頁/共153頁11生長多晶硅光刻3,刻多晶硅掩膜版多晶硅N阱第10頁/共153頁12刻蝕多晶硅光刻3,刻多晶硅掩膜版掩膜版N阱第11頁/共153頁13刻蝕多晶硅光刻3,刻多晶硅掩膜版多晶硅N阱第12頁/共153頁14P+離子注入光刻4,刻P+離子注入掩膜版掩膜版P+N阱第13頁/共153頁15N+離子注入光刻5,刻N+離子注入掩膜版N+N阱第14頁/共153頁16生長磷硅玻璃PSGPSGN阱第15頁/共153頁17光刻接觸孔光刻6,刻接觸孔掩膜版P+N+N阱第16頁/共153頁18刻鋁光刻7,刻Al掩膜版AlN阱第17頁/共153頁19刻鋁VDDVoVSSN阱第18頁/共153頁20光刻8,刻壓焊孔掩膜版鈍化層N阱第19頁/共153頁212)清華工藝錄像N阱硅柵CMOS工藝流程第20頁/共153頁22初始氧化第21頁/共153頁23光刻1,刻N阱第22頁/共153頁24N阱形成N阱第23頁/共153頁25Si3N4淀積Si3N4緩沖用SiO2P-Si

SUBN阱第24頁/共153頁26光刻2,刻有源區(qū),場區(qū)硼離子注入有源區(qū)有源區(qū)N阱第25頁/共153頁27場氧1N阱第26頁/共153頁28光刻3N阱第27頁/共153頁29場氧2N阱第28頁/共153頁30柵氧化,開啟電壓調(diào)整柵氧化層N阱第29頁/共153頁31多晶硅淀積多晶硅柵氧化層N阱第30頁/共153頁32光刻4,刻NMOS管硅柵,

磷離子注入形成NMOS管N阱NMOS管硅柵用光刻膠做掩蔽第31頁/共153頁33光刻5,刻PMOS管硅柵,

硼離子注入及推進,形成PMOS管N阱PMOS管硅柵用光刻膠做掩蔽第32頁/共153頁34磷硅玻璃淀積N阱磷硅玻璃第33頁/共153頁35光刻6,刻孔、磷硅玻璃淀積回流(圖中有誤,沒刻出孔)N阱第34頁/共153頁36蒸鋁、光刻7,刻鋁、

光刻8,刻鈍化孔

(圖中展示的是刻鋁后的圖形)N阱VoVinVSSVDDP-SUB

磷注入硼注入磷硅玻璃PMOS管硅柵NMOS管硅柵第35頁/共153頁37離子注入的應(yīng)用第36頁/共153頁38第37頁/共153頁39N阱硅柵CMOS工藝流程第38頁/共153頁40形成N阱初始氧化,形成緩沖層,淀積氮化硅層光刻1,定義出N阱反應(yīng)離子刻蝕氮化硅層N阱離子注入,先注磷31P+

,后注砷75As+3)雙阱CMOS集成電路的工藝設(shè)計Psub.〈100〉磷31P+砷75As+第39頁/共153頁41形成P阱在N阱區(qū)生長厚氧化層,其它區(qū)域被氮化硅層保護而不會被氧化去掉光刻膠及氮化硅層

P阱離子注入,注硼N阱Psub.〈100〉第40頁/共153頁42推阱退火驅(qū)入,雙阱深度約1.8μm去掉N阱區(qū)的氧化層N阱P阱第41頁/共153頁43形成場隔離區(qū)生長一層薄氧化層淀積一層氮化硅光刻2場隔離區(qū),非隔離區(qū)被光刻膠保護起來反應(yīng)離子刻蝕氮化硅場區(qū)硼離子注入以防止場開啟熱生長厚的場氧化層去掉氮化硅層第42頁/共153頁44閾值電壓調(diào)整注入光刻3,VTP調(diào)整注入光刻4,VTN調(diào)整注入光刻膠31P+11B+第43頁/共153頁45形成多晶硅柵(柵定義)生長柵氧化層淀積多晶硅

光刻5,刻蝕多晶硅柵N阱P阱第44頁/共153頁46形成硅化物淀積氧化層反應(yīng)離子刻蝕氧化層,形成側(cè)壁氧化層(spacer,sidewall)淀積難熔金屬Ti或Co等低溫退火,形成C-47相的TiSi2或CoSi去掉氧化層上的沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的Ti或Co高溫退火,形成低阻穩(wěn)定的TiSi2或CoSi2第45頁/共153頁47形成N管源漏區(qū)光刻6,利用光刻膠將PMOS區(qū)保護起來離子注入磷或砷,形成N管源漏區(qū)形成P管源漏區(qū)光刻7,利用光刻膠將NMOS區(qū)保護起來離子注入硼,形成P管源漏區(qū)第46頁/共153頁48形成接觸孔化學(xué)氣相淀積BPTEOS硼磷硅玻璃層退火和致密光刻8,接觸孔版反應(yīng)離子刻蝕磷硅玻璃,形成接觸孔第47頁/共153頁49形成第一層金屬淀積金屬鎢(W),形成鎢塞第48頁/共153頁50形成第一層金屬淀積金屬層,如Al-Si、Al-Si-Cu合金等光刻9,第一層金屬版,定義出連線圖形反應(yīng)離子刻蝕金屬層,形成互連圖形第49頁/共153頁51形成穿通接觸孔化學(xué)氣相淀積PETEOS,等離子增強正硅酸四乙酯熱分解PlasmaEnhancedTEOS

:tetraethylorthosilicate[Si-(OC2H5)4]

--通過化學(xué)機械拋光進行平坦化光刻穿通接觸孔版反應(yīng)離子刻蝕絕緣層,形成穿通接觸孔形成第二層金屬淀積金屬層,如Al-Si、Al-Si-Cu合金等光刻10,第二層金屬版,定義出連線圖形反應(yīng)離子刻蝕,形成第二層金屬互連圖形正硅酸乙脂(TEOS)分解650~750℃第50頁/共153頁52合金形成鈍化層在低溫條件下(小于300℃)淀積氮化硅

光刻11,鈍化版刻蝕氮化硅,形成鈍化圖形測試、封裝,完成集成電路的制造工藝

CMOS集成電路采用(100)晶向的硅材料第51頁/共153頁534)圖解雙阱硅柵CMOS制作流程第52頁/共153頁54

首先進行表面清洗,去除wafer表面的保護層和

雜質(zhì),三氧化二鋁必須以高速粒子撞擊,并

用化學(xué)溶液進行清洗。甘油甘油第53頁/共153頁55

然后在表面氧化二氧化硅膜以減小后一步氮化硅對晶圓的表面應(yīng)力。

涂覆光阻(完整過程包括,甩膠→預(yù)烘→曝光→顯影→后烘→腐蝕→去除光刻膠)。其中二氧化硅以氧化形成,氮化硅LPCVD沉積形成(以氨、硅烷、乙硅烷反應(yīng)生成)。第54頁/共153頁56

光刻技術(shù)去除不想要的部分,此步驟為定出P型阱區(qū)域。(所謂光刻膠就是對光或電子束敏感且耐腐蝕能力強的材料,常用的光阻液有S1813,AZ5214等)。光刻膠的去除可以用臭氧燒除也可用專用剝離液。氮化硅用180℃的磷酸去除或含CF4氣體的等離子刻蝕(RIE)。

第55頁/共153頁57

在P阱區(qū)域植入硼(+3)離子,因硅為+4價,所以形成空洞,呈正電荷狀態(tài)。(離子植入時與法線成7度角,以防止發(fā)生溝道效應(yīng),即離子不與原子碰撞而直接打入)。每次離子植入后必須進行退火處理,以恢復(fù)晶格的完整性。(但高溫也影響到已完成工序所形成的格局)。

第56頁/共153頁58LOCOS(local

oxidation

of

silicon)選擇性氧化:濕法氧化二氧化硅層,因以氮化硅為掩模會出現(xiàn)鳥嘴現(xiàn)象,

影響尺寸的控制。二氧化硅層在向上生成的同時也向下移動,為膜厚的0.44倍,所以在去除二氧化硅層后,出現(xiàn)表面臺階現(xiàn)象。濕法氧化快于干法氧化,因OH基在硅中的擴散速度高于O2。硅膜越厚所需時間越長。

第57頁/共153頁59

去除氮化硅和表面二氧化硅層。露出N型阱區(qū)

域。(上述中曝光技術(shù)光罩與基片的距離分為接觸式、接近式和投影式曝光三種,常用投影式又分為等比和微縮式。曝光會有清晰度和分辯率,所以考慮到所用光線及波長、基片表面平坦度、套刻精度、膨脹系數(shù)等)。

第58頁/共153頁60

離子植入磷離子(+5),所以出現(xiàn)多余電子,呈現(xiàn)負電荷狀態(tài)。電荷移動速度高于P型約0.25倍。以緩沖氫氟酸液去除二氧化硅層。

第59頁/共153頁61

在表面重新氧化生成二氧化硅層,LPCVD沉積

氮化硅層,以光阻定出下一步的field

oxide區(qū)域。

第60頁/共153頁62

在上述多晶硅層外圍,氧化二氧化硅層以作為保護。涂布光阻,以便利用光刻技術(shù)進行下一步的工序。

第61頁/共153頁63

形成NMOS,以砷離子進行植入形成源漏極。

此工序在約1000℃中完成,不能采用鋁柵極工藝,因鋁不能耐高溫,此工藝也稱為自對準工藝。砷離子的植入也降低了多晶硅的電阻率(塊約為30歐姆)。還采用在多晶硅上沉積高熔點金屬材料的硅化物(MoSi2、WSi2、TiSi2等),形成多層結(jié)構(gòu)

第62頁/共153頁64

以類似的方法,形成PMOS,植入硼(+3)離子。(后序中的PSG或BPSG能很好的穩(wěn)定能動鈉離子,以保證MOS電壓穩(wěn)定)。第63頁/共153頁65

后序中的二氧化硅層皆是化學(xué)反應(yīng)沉積而成,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。所謂PECVD(plasma

enhanced

CVD)在普通CVD反應(yīng)空間導(dǎo)入電漿(等離子),使氣體活化以降低反應(yīng)溫度)。

第64頁/共153頁66第65頁/共153頁67

光刻技術(shù)定出孔洞,以濺射法或真空蒸發(fā)法,依次沉積鈦+氮化鈦+鋁+氮化鈦等多層金屬。(其中還會考慮到鋁的表面氧化和氯化物的影響)。由于鋁硅固相反應(yīng),特別對淺的PN結(jié)難以形成漏電流(leak

current)小而穩(wěn)定的接觸,為此使用TiN等材料,以抑制鋁硅界面反應(yīng),并有良好的歐姆,這種材料也稱為勢壘金屬(barrier

metal)。

第66頁/共153頁68

RIE刻蝕出布線格局。以類似的方法沉積第二層金屬,以二氧化硅絕緣層和介電層作為層間保

護和平坦表面作用。

第67頁/共153頁69

為滿足歐姆接觸要求,布線工藝是在含有5~10%氫的氮氣中,在400~500℃溫度下熱處理15~30分鐘(也稱成形forming),以使鋁和硅合金化。最后還要定出PAD接觸窗,以便進行bonding工作。(上述形成的薄膜厚度的計算可采用光學(xué)衍射、傾斜研磨、四探針法等方法測得)。

第68頁/共153頁70第69頁/共153頁71

2.典型P阱CMOS工藝的剖面圖源硅柵漏薄氧化層金屬場氧化層p-阱n-襯底(FOX)低氧第70頁/共153頁72CMOSprocessp+p+p-第71頁/共153頁73Process(Inverter)p-subP-diffusionN-diffusionPolysiliconMetalLegendofeachlayercontactN-wellGND低氧場氧p-subp+InVDDSGDDGS圖例第72頁/共153頁74LayoutandCross-SectionViewofInverterInTopVieworLayoutCross-SectionViewP-diffusionN-diffusionPolysiliconMetalLegendofeachlayercontactVDDGNDGNDOutVDDInverterInOutN-well圖例第73頁/共153頁75Processfieldoxidefieldoxidefieldoxide第74頁/共153頁763.SimplifiedCMOSProcessFlowCreaten-wellandactiveregionsGrowgateoxide(thinoxide)Depositandpatternpoly-siliconlayerImplantsourceanddrainregions,substratecontactsCreatecontactwindows,depositandpatternmetallayers第75頁/共153頁77N-well,ActiveRegion,GateOxideCrossSectionn-wellTopViewSGDDGSMetalMetalMetalPolysiliconn+p+VDDVSSpMOSFETnMOSFET第76頁/共153頁78Poly-siliconLayer

TopViewCross-Section第77頁/共153頁79N+andP+RegionsTopViewOhmiccontactsCross-Section第78頁/共153頁80SiO2UponDevice&ContactEtchingTopViewCross-Section第79頁/共153頁81MetalLayer–byMetal

EvaporationTopViewCross-Section第80頁/共153頁82ACompleteCMOSInverterTopViewCross-Section第81頁/共153頁83DiffusionSiO2FETPolysilicon第82頁/共153頁84Transistor-LayoutDiffusionPolysilicon第83頁/共153頁85layersN-DiffusionPoly-siliconMetal1Metal2SiO2SiO2SiO2P-Diffusion第84頁/共153頁86ViaandContactsDiffusionMetal2SiO2SiO2PolysiliconMetal-DiffContactMetal-PolyContactSiO2ViaMetal1第85頁/共153頁87InverterExampleMetal-nDiffContactMetal-PolyContactViaVDDGNDVDDMetal2Metal1

Metal-nDiffContactGND第86頁/共153頁884.MOS電路版圖舉例1)鋁柵CMOS電路版圖設(shè)計規(guī)則2)鋁柵、硅柵MOS器件的版圖3)鋁柵工藝CMOS版圖舉例4)硅柵工藝MOS電路版圖舉例5)P阱硅柵單層鋁布線CMOS集成電路的工藝過程6)CMOSIC版圖設(shè)計技巧

7)CMOS反相器版圖流程第87頁/共153頁891)鋁柵CMOS電路版圖設(shè)計規(guī)則第88頁/共153頁90

該圖的說明a溝道長度3λbGS/GD覆蓋λcp+,n+最小寬度3λdp+,n+最小間距3λep阱與n+區(qū)間距2λf孔距擴散區(qū)最小間距

2λgAl覆蓋孔λ孔2λ×3λ或3λ×3λhAl柵跨越p+環(huán)λiAl最小寬度4λjAl最小間距3λp+Al1n+第89頁/共153頁912)鋁柵、硅柵MOS器件的版圖硅柵MOS器件鋁柵MOS器件第90頁/共153頁92Source/Drain:Photomask(darkfield)ClearGlassChromiumCrossSection鋁柵MOS工藝掩膜版的說明第91頁/共153頁93Gate:Photomask(darkfield)ClearGlassChromiumCrossSection第92頁/共153頁94Contacts:Photomask(darkfield)ClearGlassChromiumCrossSection第93頁/共153頁95MetalInterconnects:Photomask(lightfield)ChromiumClearGlassCrossSection第94頁/共153頁96硅柵硅柵MOS器件工藝的流程

Process(1)刻有源區(qū)正膠第95頁/共153頁97Process(2)刻多晶硅與自對準摻雜Self-AlignDoping第96頁/共153頁98Process(3)刻接觸孔、反刻鋁

fieldoxide(FOX)metal-polyinsulator

thinoxide第97頁/共153頁99

3)鋁柵工藝CMOS反相器版圖舉例

圖2為鋁柵CMOS反相器版圖示意圖??梢?,為了防止寄生溝道以及p管、n管的相互影響,采用了保護環(huán)或隔離環(huán):對n溝器件用p+環(huán)包圍起來,p溝器件用n+環(huán)隔離開,p+、n+環(huán)都以反偏形式接到地和電源上,消除兩種溝道間漏電的可能。第98頁/共153頁100圖2鋁柵CMOS反相器版圖示意圖版圖分解:刻P阱2.刻P+區(qū)/保護環(huán)3.刻n+區(qū)/保護帶4.刻柵、預(yù)刻接觸孔5.刻接觸孔6.刻Al7.刻純化孔P+區(qū)保護環(huán)n+區(qū)/保護帶第99頁/共153頁1013版圖分解:1.刻P阱2.刻P+區(qū)/環(huán)3.刻n+區(qū)4.刻柵、預(yù)刻接觸孔5.刻接觸孔6.刻Al7.刻純化孔第100頁/共153頁1024版圖分解:1.刻P阱2.刻P+區(qū)/環(huán)3.刻n+區(qū)4.刻柵、預(yù)刻接觸孔5.刻接觸孔6.刻Al7.刻純化孔第101頁/共153頁1034)硅柵MOS版圖舉例E/ENMOS反相器

刻有源區(qū)

刻多晶硅柵刻NMOS管S、D

刻接觸孔

反刻Al圖5E/ENMOS反相器版圖示意圖第102頁/共153頁104E/DNMOS反相器刻有源區(qū)刻耗盡注入?yún)^(qū)刻多晶硅柵刻NMOS管S、D刻接觸孔反刻Al圖6E/DNMOS反相器版圖第103頁/共153頁105

制備耗盡型MOS管

在MOS集成電路中,有些設(shè)計需要采用耗盡型MOS管,這樣在MOS工藝過程中必須加一塊光刻掩膜版,其目的是使非耗盡型MOS管部分的光刻膠不易被刻蝕,然后通過離子注入和退火、再分布工藝,改變耗盡型MOS管區(qū)有源區(qū)的表面濃度,使MOS管不需要柵電壓就可以開啟工作。然后采用干氧-濕氧-干氧的方法進行場氧制備,其目的是使除有源區(qū)部分之外的硅表面生長一層較厚的SiO2層,防止寄生MOS管的形成。第104頁/共153頁106

硅柵CMOS與非門版圖舉例

刻P阱刻p+環(huán)刻n+環(huán)刻有源區(qū)刻多晶硅柵刻PMOS管S、D刻NMOS管S、D刻接觸孔反刻Al圖7硅柵CMOS與非門版圖第105頁/共153頁1078第106頁/共153頁108硅柵P阱CMOS反相器版圖設(shè)計舉例5.刻NMOS管S、D6.刻接觸孔7.反刻Al(W/L)p=3(W/L)n1.刻P阱2.刻有源區(qū)3.刻多晶硅柵4.刻PMOS管S、D第107頁/共153頁1091.刻P阱2.刻有源區(qū)3.刻多晶硅柵第108頁/共153頁1104.刻PMOS管S、D5.刻NMOS管S、D第109頁/共153頁111VDDVoViVss7.反刻Al6.刻接觸孔VDDViVssVo第110頁/共153頁112光刻1與光刻2套刻光刻2與光刻3套刻第111頁/共153頁113光刻3與光刻4套刻光刻膠保護光刻4與光刻5套刻光刻膠保護刻PMOS管S、D刻NMOS管S、DDDSS第112頁/共153頁114光刻5與光刻6套刻VDDViVssVo光刻6與光刻7套刻VDDViVDDVoViVssVDDViVssVo第113頁/共153頁115ViVoT2W/L=3/1T1W/L=1/1PolyDiffAlconP阱ViVssVoVDD第114頁/共153頁1165)P阱硅柵單層鋁布線CMOS的工藝過程

下面以光刻掩膜版為基準,先描述一個P阱硅柵單層鋁布線CMOS集成電路的工藝過程的主要步驟,用以說明如何在CMOS工藝線上制造CMOS集成電路。(見教材第7--9頁,圖1.12)第115頁/共153頁117CMOS集成電路工藝

--以P阱硅柵CMOS為例1、光刻I---阱區(qū)光刻,刻出阱區(qū)注入孔N-SiSiO2第116頁/共153頁1182、阱區(qū)注入及推進,形成阱區(qū)N-subP-well第117頁/共153頁1193、去除SiO2,長薄氧,長Si3N4N-subP-wellSi3N4薄氧第118頁/共153頁1204、光II---有源區(qū)光刻,刻出PMOS管、NMOS管的源、柵和漏區(qū)N-SiP-wellSi3N4第119頁/共153頁1215、光III---N管場區(qū)光刻,N管場區(qū)注入孔,以提高場開啟,減少閂鎖效應(yīng)及改善阱的接觸。光刻膠N-SiP-B+第120頁/共153頁1226、長場氧,漂去SiO2及Si3N4,然后長柵氧。N-SiP-第121頁/共153頁1237、光Ⅳ---p管場區(qū)光刻(用光I的負版),p管場區(qū)注入,調(diào)節(jié)PMOS管的開啟電壓,然后生長多晶硅。N-SiP-B+第122頁/共153頁1248、光Ⅴ---多晶硅光刻,形成多晶硅柵及多晶硅電阻多晶硅N-SiP-第123頁/共153頁1259、光ⅤI---P+區(qū)光刻,刻去P管上的膠。P+區(qū)注入,形成PMOS管的源、漏區(qū)及P+保護環(huán)(圖中沒畫出P+保護環(huán))。N-SiP-B+第124頁/共153頁12610、光Ⅶ---N管場區(qū)光刻,刻去N管上的膠。N管場區(qū)注入,形成NMOS的源、漏區(qū)及N+保護環(huán)(圖中沒畫出)。光刻膠N-SiP-As第125頁/共153頁12711、長PSG(磷硅玻璃)。PSGN-SiP+P-P+N+N+第126頁/共153頁12812、光刻Ⅷ---引線孔光刻。PSGN-SiP+P-P+N+N+第127頁/共153頁12913、光刻Ⅸ---引線孔光刻(反刻Al)。PSGN-SiP+P-P+N+N+VDDINOUTPNSDDSAl第128頁/共153頁1308.7RS觸發(fā)器p.154

特性表實際上是一種特殊的真值表,它對觸發(fā)器的描述十分具體。這種真值表的輸入變量(自變量)除了數(shù)據(jù)輸入外,還有觸發(fā)器的初態(tài),而輸出變量(因變量)則是觸發(fā)器的次態(tài)。特性方程是從特性表歸納出來的,比較簡潔;狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖這種描述方法則很直觀。??第129頁/共153頁131第130頁/共153頁132MR,PMR,N圖例:實線:擴散區(qū),虛線:鋁,陰影線:多晶硅、黑方塊:引線孔N阱第131頁/共153頁133

6)CMOSIC版圖設(shè)計技巧

1、布局要合理(1)引出端分布是否便于使用或與其他相關(guān)電路兼容,是否符合管殼引出線排列要求。(2)特殊要求的單元是否安排合理,如p阱與p管漏源p+區(qū)離遠一些,使pnp,抑制Latch-up,尤其是輸出級更應(yīng)注意。(3)布局是否緊湊,以節(jié)約芯片面積,一般盡可能將各單元設(shè)計成方形。(4)考慮到熱場對器件工作的影響,應(yīng)注意電路溫度分布是否合理。

第132頁/共153頁1342、單元配置恰當

(1)芯片面積降低10%,管芯成品率/圓片可提高1520%。(2)多用并聯(lián)形式,如或非門,少用串聯(lián)形式,如與非門。(3)大跨導(dǎo)管采用梳狀或馬蹄形,小跨導(dǎo)管采用條狀圖形,使圖形排列盡可能規(guī)整。第133頁/共153頁1353、布線合理

布線面積往往為其電路元器件總面積的幾倍,在多層布線中尤為突出。擴散條/多晶硅互連多為垂直方向,金屬連線為水平方向,電源地線采用金屬線,與其他金屬線平行。長連線選用金屬。多晶硅穿過Al線下面時,長度盡可能短,以降低寄生電容。注意VDD、VSS布線,連線要有適當?shù)膶挾取H菀滓稹按當_”的布線(主要為傳送不同信號的連線),一定要遠離,不可靠攏平行排列。第134頁/共153頁1364、CMOS電路版圖設(shè)計對布線和接觸孔的特殊要求(1)為抑制Latchup,要特別注意合理布置電源接觸孔和VDD引線,減小橫向電流密度和橫向電阻RS、RW。采用接襯底的環(huán)行VDD布線。增多VDD、VSS接觸孔,加大接觸面積,增加連線牢固性。對每一個VDD孔,在相鄰阱中配以對應(yīng)的VSS接觸孔,以增加并行電流通路。盡量使VDD、VSS接觸孔的長邊相互平行。接VDD的孔盡可能離阱近一些。接VSS的孔盡可能安排在阱的所有邊上(P阱)。第135頁/共153頁137(2)盡量不要使多晶硅位于p+區(qū)域上多晶硅大多用n+摻雜,以獲得較低的電阻率。若多晶硅位于p+區(qū)域,在進行p+摻雜時多晶硅已存在,同時對其也進行了摻雜——導(dǎo)致雜質(zhì)補償,使多晶硅。(3)金屬間距應(yīng)留得較大一些(3或4)因為,金屬對光得反射能力強,使得光刻時難以精確分辨金屬邊緣。應(yīng)適當留以裕量。第136頁/共153頁1385、雙層金屬布線時的優(yōu)化方案(1)全局電源線、地線和時鐘線用第二層金屬線。(2)電源支線和信號線用第一層金屬線(兩層金屬之間用通孔連接)。(3)盡可能使兩層金屬互相垂直,減小交疊部分得面積。第137頁/共153頁1397)CMOS反相器版圖流程第138頁/共153頁140NwellPwell

CMOS反相器版圖流程(1)1.阱——做N阱和P阱封閉圖形,窗口注入形成P管和N管的襯底第139頁/共153頁141Ndiffusion

CMOS反相器版圖流程(2)2.有源區(qū)——做晶體管的區(qū)域(G、D、S、B區(qū)),封閉圖形處是氮化硅掩蔽層,該處不會長場氧化層第140頁/共153頁142Pdiffusion

CMOS反相器版圖流程(2)2.有源區(qū)——做晶體管的區(qū)域(G、D、S、B區(qū)),封閉圖形處是氮化硅掩蔽層,該處不會長場氧化層第141頁/共153頁143Polygate

CMOS反相器版圖流程(3)3.多晶硅——做硅柵和多晶硅連線。封閉圖形處,保留多晶硅第142頁/共153頁144N+implant

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