數(shù)字集成電路：第2章 制造工藝

1數(shù)字集成電路

-電路、系統(tǒng)與設(shè)計(jì)第2章制造工藝2本章內(nèi)容制造工藝概述設(shè)計(jì)規(guī)則IC封裝數(shù)字集成電路的未來趨勢(shì)32.2制造工藝概述

CMOS工藝過程4現(xiàn)代CMOS工藝過程現(xiàn)代雙阱CMOS工藝的截面圖

5設(shè)計(jì)電路6版圖7氧化光照掩模工藝步驟涂光刻膠

去除光刻膠（沙洗）旋轉(zhuǎn)、清洗、干燥酸刻蝕

光刻機(jī)曝光光刻膠顯影一個(gè)光刻過程的典型操作步驟（摘自［Fullman99］）

光刻過程8形成SiO2圖形的工藝步驟Si襯底Si襯底Si襯底(a)硅基礎(chǔ)材料(b)氧化及淀積負(fù)光刻膠后

(c)光刻機(jī)曝光

光刻膠SiO2紫外光圖形的光照掩膜曝光的光刻膠SiO2Si襯底Si襯底Si襯底SiO2SiO2(d)顯影和刻蝕光刻膠后化學(xué)或等離子刻蝕SiO2(e)刻蝕后、(f)去除光刻膠后的最終結(jié)果

變硬的光刻膠變硬的化學(xué)或等離子刻蝕9雙阱CMOS工藝中制造NMOS管和PMOS管的工藝流程

p+P外延(a)基礎(chǔ)材料：p+襯底及p外延層

p+(c)采用有源區(qū)掩?；パa(bǔ)區(qū)進(jìn)行等離子刻蝕絕緣溝槽后p+P外延SiO23SiN4(b)淀積柵氧和氮化硅犧牲層（作為緩沖層）后10雙阱CMOS工藝中制造NMOS管和PMOS管的工藝流程SiO2(d)溝槽填充氧化物、CMP平整化及移去氮化硅犧牲層后

(e)n阱和VTP調(diào)整的離子注入

n(f)p阱和VTn調(diào)整的離子注入

p11雙阱CMOS工藝中制造NMOS管和PMOS管的工藝流程(g)多晶硅淀積與刻蝕后

poly(silicon)(h)n+源/漏及p+源/漏注入后。這些步驟也摻雜多晶硅n

p+n+(i)SiO2絕緣層淀積及接觸孔刻蝕后

SiO212雙阱CMOS工藝中制造NMOS管和PMOS管的工藝流程(j)第一層Al淀積及圖形形成后

Al(k)SiO2絕緣層淀積、通孔刻蝕及第二層Al淀積和圖形形成后AlSiO213高級(jí)鍍金屬法14高級(jí)鍍金屬法152.3設(shè)計(jì)規(guī)則163D透視圖PolysiliconAluminum17設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)計(jì)規(guī)則是電路設(shè)計(jì)者和工藝工程師之間的接口設(shè)計(jì)規(guī)則是制造各種掩膜的指南單元尺寸:最小線寬scalabledesignrules:lambdaparameterabsolutedimensions(micronrules)18CMOSProcessLayersLayerPolysiliconMetal1Metal2ContactToPolyContactToDiffusionViaWell(p,n)ActiveArea(n+,p+)ColorRepresentationYellowGreenRedBlueMagentaBlackBlackBlackSelect(p+,n+)Green19Layersin0.25mmCMOSprocess20Intra-Layer設(shè)計(jì)規(guī)則Metal24321晶體管版圖22通孔和接觸孔23選擇層24CMOS反相器版圖25版圖編輯器圖A.1max版圖工具的顯示窗口。窗口中畫出了兩個(gè)堆疊NMOS晶體管的版圖。窗口左邊的菜單可用來選擇一個(gè)工藝層，使一個(gè)具體的多邊形可以放在這個(gè)工藝層上26設(shè)計(jì)規(guī)則檢查poly_not_fettoall_diffminimumspacing=0.14um.27棍棒圖13InOutVDDGNDCMOS反相器的棍棒圖。數(shù)字代表晶體管的寬長(zhǎng)比

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“compaction”program282.4封裝29封裝要求電氣要求:低參數(shù)機(jī)械特性:可靠性和牢固性熱特性:散熱率越高越好低成本:價(jià)格低30壓焊技術(shù)31載帶自動(dòng)壓焊（TAB）

32倒裝焊

33印刷版安裝方法34封裝類型1裸芯片2雙列直插（DIP）3針柵陣列（P