n阱CMOS芯片制作工藝設(shè)計實用教案

1、 n n溝多晶硅柵MOSFETMOSFET：閾值電壓(diny)VTn=0.5V, (diny)VTn=0.5V, 漏極飽和電流IDsat1mA, IDsat1mA, 漏源飽和電壓(diny)VDsat3V(diny)VDsat3V，漏源擊穿電壓(diny)BVDS=35V, (diny)BVDS=35V, 柵源擊穿電壓(diny)BVGS20V, (diny)BVGS20V, 跨導(dǎo)gm2mS, gm2mS, 截止頻率fmax3GHzfmax3GHz（遷移率nn取600cm2/Vs600cm2/Vs） p p溝多晶硅柵MOSFETMOSFET：閾值電壓(diny)VTp= -(diny)VTp

2、= -1V, 1V, 漏極飽和電流IDsat1mA, IDsat1mA, 漏源 飽和電壓(diny)VDsat3V(diny)VDsat3V，漏源擊穿電壓(diny)BVDS=35V, (diny)BVDS=35V, 柵源擊穿電壓(diny)BVGS20V, (diny)BVGS20V, 跨導(dǎo)gm0.5mS, gm0.5mS, 截止頻率fmax1GHzfmax1GHz（遷移率pp取220cm2/Vs220cm2/Vs） 特性(txng)指標(biāo)要求：第1頁/共25頁第一頁，共26頁。設(shè)計(shj)步驟： 分析器件的預(yù)期特性(txng)要求 計算器件的結(jié)構(gòu)參數(shù) 確定器件的工藝流程 設(shè)計器件的工藝參數(shù)

3、 對器件的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行驗證 給出n阱CMOS芯片的工藝實施方案第2頁/共25頁第二頁，共26頁。器件(qjin)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計思路：由器件的電特性(txng)分析計算出器件的結(jié)構(gòu)參數(shù)漏極飽和(boh)電流 IDsat 1mA漏源飽和(boh)電壓VDsat 3V漏極飽和電流 I IDsat漏源飽和電壓VDsatnMOS結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計：第3頁/共25頁第三頁，共26頁。 跨導(dǎo)gmgm跨導(dǎo)gm2mS截止頻率fmax截止頻率fmax3GHz第4頁/共25頁第四頁，共26頁。pMOS結(jié)構(gòu)(jigu)參數(shù)設(shè)計：漏極飽和電流 IDsat 1mA漏源飽和電壓VDsat 3V跨導(dǎo)gm0.5mS截止頻率fmax1

4、GHzL=2umW=52um考慮到un大約等于up的二倍，因此將PMOS的寬長比取為NMOS寬長比的二倍第5頁/共25頁第五頁，共26頁。結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(shj)結(jié)果：NMOS：柵長 L=2um 柵寬 W=36um柵氧化(ynghu)層tox 溝道(u do)柵長L的驗證PMOS：柵長 L=2um 柵寬 W=52um第6頁/共25頁第六頁，共26頁。工藝流程(n y li chn)：sio2P襯底一次氧化(ynghu)第7頁/共25頁第七頁，共26頁。一次光刻形成(xngchng)n阱窗口sio2P襯底第8頁/共25頁第八頁，共26頁。sio2P襯底N阱離子注入形成淺結(jié)退火(tu hu)(tu

5、hu)推進(jìn)形成n n阱第9頁/共25頁第九頁，共26頁。P襯底N阱除二氧化硅(r yng hu gu)層第10頁/共25頁第十頁，共26頁。P襯底N阱淀積氮化硅氮化硅第11頁/共25頁第十一頁，共26頁。P襯底N阱光刻氮化硅氮化硅第12頁/共25頁第十二頁，共26頁。P襯底N阱生長(shngzhng)場氧用于器件隔離氮化硅場氧第13頁/共25頁第十三頁，共26頁。P襯底N阱場氧除氮化硅掩蔽(ynb)膜第14頁/共25頁第十四頁，共26頁。P襯底N阱開啟電壓(diny)調(diào)整后進(jìn)行柵氧淀積場氧柵氧化層第15頁/共25頁第十五頁，共26頁。P襯底N阱淀積多晶硅多晶硅第16頁/共25頁第十六頁，共26

6、頁。P襯底N阱光刻多晶硅形成(xngchng)源漏區(qū)摻雜窗口第17頁/共25頁第十七頁，共26頁。P襯底N阱保護(hù)(boh)pmos(boh)pmos源漏區(qū)（光刻膠）離子注入形成nmosnmos源漏區(qū)第18頁/共25頁第十八頁，共26頁。P襯底N阱保護(hù)(boh)nmos源漏區(qū)（光刻膠）離子注入形成pmos源漏區(qū)第19頁/共25頁第十九頁，共26頁。P襯底N阱除光刻膠第20頁/共25頁第二十頁，共26頁。P襯底N阱PSG表面(biomin)鈍化淀積PSG第21頁/共25頁第二十一頁，共26頁。P襯底N阱AIN+N+P+P+硅襯底N阱刻蝕引線(ynxin)(ynxin)口淀積AlAl，光刻AlAl柵

7、氧場氧金屬(jnsh)鋁PSG第22頁/共25頁第二十二頁，共26頁。工藝(gngy)參數(shù)設(shè)計：所有的摻雜均采用離子注入工藝(gngy)實現(xiàn)N阱工 藝參數(shù)NMOS工 藝參數(shù)PMOS工 藝參數(shù)21401075.2cmQKevE75KevKevEQ1207510105. 1170KevKevEcmQ50451004. 32170N阱工藝(gngy)是分兩步實現(xiàn)的先是淺結(jié)離子注入然后是退火推進(jìn)使N阱達(dá)到所需結(jié)深第23頁/共25頁第二十三頁，共26頁。第24頁/共25頁第二十四頁，共26頁。wx曦感謝您的觀看(gunkn)！第25頁/共25頁第二十五頁，共26頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)思路：由器件的電特性(txng)分析計算出器件的結(jié)構(gòu)參數(shù)。漏極飽和電流 IDsat 1mA?？紤]到un大約等于up的二倍，