CMOS工藝流程

1、N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（NMOSFET）工藝流程：半導(dǎo)體元件制造過(guò)程可分為前段（Front End）制造過(guò)程:1.晶圓處理制程（Wafer Fabrication；簡(jiǎn)稱 Wafer Fab）2.晶圓針測(cè)制程（Wafer Probe）；后段（Back End）： 1.構(gòu)裝（Packaging）、2.測(cè)試制程（Initial Test and Final Test）而本次課程設(shè)計(jì)主要重點(diǎn)在于前段晶圓的處理制作過(guò)程，故N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（NMOSFET）工藝流程，概括的說(shuō)就是先場(chǎng)氧，后柵氧，再淀多晶si，最后有源區(qū)注入。一硅片的選?。阂话悴捎幂p參雜的p型Si襯底，晶向&l

2、t;100>，=3050.cm。 晶圓（晶片）的生產(chǎn)由砂即（二氧化硅）開(kāi)始，經(jīng)由電弧爐的提煉還原成 冶煉級(jí)的硅，再經(jīng)由鹽酸氯化，產(chǎn)生三氯化硅，經(jīng)蒸餾純化后，透過(guò)慢速分解過(guò)程，制成棒狀或粒狀的多晶硅。一般晶圓制造廠，將多晶硅融解 后，再利用硅晶種慢慢拉出單晶硅晶棒。一支85公分長(zhǎng)，重76.6公斤的 8寸硅晶棒，約需 2天半時(shí)間長(zhǎng)成。經(jīng)研磨、拋光、切片后，即成半導(dǎo)體之原料晶圓片二. 初始氧化1.SiO2 層厚度250 A：SiO2作用：a.雜質(zhì)擴(kuò)散掩蔽膜 b.器件表面保護(hù)或鈍化膜 c. MOS電容的介質(zhì)材料 d. MOSFET的絕緣柵材料 e.電路隔離介質(zhì)或絕緣介質(zhì)SiO2制備： 實(shí)際生產(chǎn)干

3、氧-濕氧-干氧工藝。好處：既保證了SiO2的質(zhì)量，又提高了氧化速度。2.氧化后淀積Si3N4，Si3N4厚度1400 A。目的:選擇性氧化的掩蔽膜。LPCVD Si3N4薄膜工藝：反應(yīng)劑： SiH2Cl2 + NH3 Si3N4+H2+HCl 溫度：700-900 ； 速率：與總壓力（或pSiH2Cl2)成正比； 特點(diǎn)：密度高；不易被稀HF腐蝕；化學(xué)配比好；保形覆蓋； 缺點(diǎn)：應(yīng)力大；三. 光刻場(chǎng)區(qū)光刻，刻掉場(chǎng)區(qū)的Si3N4，不去膠,阻擋離子注入。1.涂光刻膠：2.掩膜版3.光刻： 4.刻蝕Si3N4： 5.去掉光刻膠：四. 場(chǎng)區(qū)注硼250 A的SiO2防止隧道效應(yīng)注硼是為了提高場(chǎng)區(qū)的表面濃度，

4、以提高場(chǎng)開(kāi)啟優(yōu)點(diǎn)：工藝簡(jiǎn)單 問(wèn)題：隔離區(qū)較寬，使IC的有效面積減少，不利于提高集成度 隔離擴(kuò)散引入了大的集電區(qū)-襯底和集電區(qū)-基區(qū)電容，不利于IC速度的提高。 五. 場(chǎng)區(qū)氧化，8500 A氧化層是熱生長(zhǎng)形成的，此時(shí)硼將繼續(xù)推進(jìn)，Si3N4阻擋氧化。由于Si:SiO2=0.44:1（體積比），這種做法可以降低臺(tái)階高度，稱為準(zhǔn)等平面工藝優(yōu)點(diǎn)：1.可以減小表面的臺(tái)階高度；2.一次光刻完成的。 缺點(diǎn)：1、鳥(niǎo)嘴侵蝕有源區(qū)；2、不利于后序工藝中的平坦化；3、雜質(zhì)重新分布。六. 去掉有源區(qū)的Si3N4和SiO2Si3N4：用磷酸腐蝕 SiO2：用標(biāo)準(zhǔn)的光刻腐蝕液七. 預(yù)柵氧SiO2 層厚度250 A，為離子注入作準(zhǔn)備。八. 調(diào)整閾電壓注入（注硼）目的：改變有源區(qū)表面的摻雜濃度，獲得要求的閾電壓九. 去掉預(yù)柵氧十. 柵氧化SiO2 層厚度250 A這一步需要單獨(dú)做，必須生長(zhǎng)高質(zhì)量的氧化層十一. 淀積多晶硅，Poly-Si，3800 A。擴(kuò)磷，使多晶硅成為n+型（n+-Poly-Si）十二. 光刻刻多晶硅，不去膠十三. 離子注入源漏區(qū)注砷（As）,熱退火選擇As作源漏區(qū)，是因?yàn)橥粶囟认拢珹s的擴(kuò)散系數(shù)比