CMOS制程教學(xué)講解課件

CMOS製程人名侯冠州職稱研究生單位彰化師範(fàn)大學(xué)機(jī)電所導(dǎo)論NMOS製程CMOS製程

P-Si

一般的NMOS製程是採(cǎi)用＜100＞的P型矽晶片，因?yàn)橛休^低的表面缺陷，可以幫助我們?cè)谟米屟趸ㄑu作閘氧化層時(shí)，獲得較佳的SiO2層

NMOS製程

P-Si

SiO2使用熱爐管，以加熱氧化的方式，在晶片的表面形成一層後約數(shù)百個(gè)?的SiO2層，因?yàn)镾i3N4本身對(duì)矽的附著能力並不理想，所以會(huì)在Si3N4與矽之間加入一層由SiO2所構(gòu)成的墊氧化層。

P-Si

SiO2

Si3N4然後再用LPCVD的方式，把Si3N4沉積在剛剛長(zhǎng)成的SiO2上。

P-Si

SiO2

Si3N4光阻將第一個(gè)光罩的圖案，轉(zhuǎn)移到光阻上面

P-Si

SiO2Si3N4光阻然後利用蝕刻技術(shù)，將部份為被光阻保護(hù)的Si3N4層加以去除。註：一般是使用正片光阻LOCOS的隔離製程

P-Si

SiO2Si3N4光阻以硼為離子源，對(duì)整各晶片進(jìn)行硼原子的植入。註：劑量約1013/cm2左右

P-SiSi3N4FOXFOX經(jīng)光阻去除之後，送進(jìn)氧化爐館內(nèi)，以濕氣氧化法在含有水氣的環(huán)境中，進(jìn)行場(chǎng)氧化層的成長(zhǎng)，而剛剛植入的磷離子藉著高溫?cái)U(kuò)散而往下趨入P+

P-SiSi3N4FOXFOX因?yàn)樗肿优c氧對(duì)SI3N4角落的部分，依然有能力進(jìn)行水平方向的擴(kuò)散，所以有鳥嘴外觀的行程，這就是LOCOS製程的特殊現(xiàn)象。

P-Si

FOXFOX完成場(chǎng)氧化層成長(zhǎng)的步驟之後，Si3N4將以濕蝕刻的方式被剝除。用濕蝕刻法加以剝除墊氧化層，再用RCA把矽表面清洗，以保持矽表面的品質(zhì)。

P-Si

FOXFOX再用乾式氧化法在表面上升成約100到250?的二氧化矽，作為閘氧化層。

P-Si

FOXFOXPoly用厚約2000到3000?的多晶矽以LPCVD的方法沉積在表面上，再以熱擴(kuò)散法或離子植入的方法將磷或砷滲入多晶矽裡，以降低多晶矽層的電阻率，但這一步會(huì)使表面上因?yàn)檠醺锥珊鼙〉腜SG，所以要用HF或含有HF的混合溶液來(lái)清洗，是為了使接下來(lái)的矽化金屬層與多晶矽層有良好的接觸介面。

P-Si

FOXFOXPolyWSix用LPCVD的方法所製作的矽化鎢沉積且覆蓋在多晶矽上面，因?yàn)榻饘俨牧匣蛭饘俨馁|(zhì)，對(duì)SiO2的附著能力一般不佳，所以中間要加一層多晶矽。

P-Si

FOXFOXWSixPoly光阻把要定義MOS閘極主體的圖案轉(zhuǎn)到覆蓋在矽化鎢表面的光阻。用乾蝕刻機(jī)把沒有光阻保護(hù)的WSix與多晶矽一起加以去除，用H2SO4把光阻剝除。以磷為離子源對(duì)整片晶片植入，濃度約1013/cm，主要是為了防止短通道效應(yīng)，而生成的LightlyDopedDrain，簡(jiǎn)稱LDD。N-N-N-N-把SiO2以CVD的方式，沉積在晶片的表面，然後可以用回火的方式還原被破壞的矽原子結(jié)構(gòu)。用乾蝕刻機(jī)以非等向性的蝕刻進(jìn)行間隙璧蝕刻。以N+植入，濃度約1015/cm，為HeavyDoping。N-N+BPSGBPSG我們通常使用玻態(tài)轉(zhuǎn)變溫度（GlassTransitionTemperature）較低的BPSG沉積在金屬表面，來(lái)隔離金屬線與MOS元件的介電材料，BPSGBPSG將晶片表面的BPSG加熱到玻態(tài)變轉(zhuǎn)溫度，使晶片表面的BPSG較平坦，這個(gè)步驟稱為”熱流（Flow）”。BPSGBPSG光阻BPSGBPSG

BPSGBPSG

metalBPSGBPSG

光阻保護(hù)層CMOS製程

P-Si

SiO2

Si3N4光阻

P-Si

SiO2Si3N4光阻Si3N4光阻

P-Si

SiO2Si3N4光阻Si3N4

P-Si

SiO2Si3N4光阻Si3N4

P-Si

SiO2Si3N4光阻Si3N4

P-Si

SiO2Si3N4光阻Si3N4

N-well

N-well

N-well光阻FOX

N-well光阻FOX

N-wellFOX