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文檔簡(jiǎn)介

上節(jié)課內(nèi)容要點(diǎn)雙極集成電路的基本工藝雙極集成電路中元件結(jié)構(gòu)2024/11/6pn+n-epin+P-Sin+-BLCBESP+P+雙極集成電路的基本工藝2024/11/6P-SiTepiCBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BLTepiAA’TBL-uptepi-oxxmcxjc四層三結(jié)結(jié)構(gòu)的雙極晶體管雙極集成電路中元件結(jié)構(gòu)2024/11/6ECB相關(guān)知識(shí)點(diǎn)隱埋層的作用、電隔離的概念、寄生晶體管本節(jié)課內(nèi)容

MOS集成電路的工藝

P阱CMOS工藝

BiCMOS集成電路的工藝

N阱CMOS工藝雙阱CMOS工藝2024/11/6MOS晶體管的動(dòng)作

MOS晶體管實(shí)質(zhì)上是一種使電流時(shí)而流過,時(shí)而切斷的開關(guān)n+n+P型硅基板柵極(金屬)絕緣層(SiO2)半導(dǎo)體基板漏極源極N溝MOS晶體管的基本結(jié)構(gòu)源極(S)漏極(D)柵極(G)MOSFET的基本結(jié)構(gòu)2024/11/6siliconsubstratesourcedraingateoxideoxidetopnitridemetalconnectiontosourcemetalconnectiontogatemetalconnectiontodrainpolysilicongatedopedsiliconfieldoxidegateoxideMOS晶體管的立體結(jié)構(gòu)2024/11/6在硅襯底上制作MOS晶體管siliconsubstrate2024/11/6siliconsubstrateoxidefieldoxide2024/11/6siliconsubstrateoxidephotoresist2024/11/6ShadowonphotoresistphotoresistExposedareaofphotoresistChromeplatedglassmaskUltravioletLightsiliconsubstrateoxide2024/11/6非感光區(qū)域siliconsubstrate感光區(qū)域oxidephotoresist2024/11/6Shadowonphotoresistsiliconsubstrateoxidephotoresistphotoresist顯影2024/11/6siliconsubstrateoxideoxidesiliconsubstratephotoresist腐蝕2024/11/6siliconsubstrateoxideoxidesiliconsubstratefieldoxide去膠2024/11/6siliconsubstrateoxideoxidegateoxidethinoxidelayer2024/11/6siliconsubstrateoxideoxidepolysilicongateoxide2024/11/6siliconsubstrateoxideoxidegategateultra-thingateoxidepolysilicongate2024/11/6siliconsubstrateoxideoxidegategatephotoresistScanningdirectionofionbeamimplantedionsinactiveregionoftransistorsImplantedionsinphotoresisttoberemovedduringresiststrip.sourcedrainionbeam2024/11/6siliconsubstrateoxideoxidegategatesourcedraindopedsilicon2024/11/6自對(duì)準(zhǔn)工藝在有源區(qū)上覆蓋一層薄氧化層淀積多晶硅,用多晶硅柵極版圖刻蝕多晶硅以多晶硅柵極圖形為掩膜板,刻蝕氧化膜離子注入2024/11/6siliconsubstratesourcedraingate2024/11/6siliconsubstrategatecontactholesdrainsource2024/11/6siliconsubstrategatecontactholesdrainsource2024/11/6完整的簡(jiǎn)單MOS晶體管結(jié)構(gòu)siliconsubstratesourcedraingateoxideoxidetopnitridemetalconnectiontosourcemetalconnectiontogatemetalconnectiontodrainpolysilicongatedopedsiliconfieldoxidegateoxide2024/11/6CMOSFETP型sisubn+gateoxiden+gateoxideoxidep+p+2024/11/6主要的CMOS工藝VDDP阱工藝N阱工藝雙阱工藝P-P+P+N+N+P+N+VSSVOUTVINVDDN-P+P+N+N+P+N+VSSVOUTVINVDDP-P+P+N+N+P+N+VSSVOUTVINN-SiP-SiN-I-SiN+-Si2024/11/6掩膜1:P阱光刻P-wellP-well

N+

N+

P+

P+

N+

P+N-SiP2024/11/6具體步驟如下:1.生長(zhǎng)二氧化硅(濕法氧化):Si(固體)+2H2OSiO2(固體)+2H22024/11/6氧化2024/11/62.P阱光刻:涂膠腌膜對(duì)準(zhǔn)曝光光源顯影2024/11/62024/11/6硼摻雜(離子注入)刻蝕(等離子體刻蝕)去膠P+去除氧化膜P-well3.P阱摻雜:2024/11/62024/11/6離子源高壓電源電流積分器離子束2024/11/6掩膜2:光刻有源區(qū)有源區(qū):nMOS、PMOS

晶體管形成的區(qū)域P+N+N+P+N-SiP-wellP-wellP-well淀積氮化硅光刻有源區(qū)場(chǎng)區(qū)氧化去除有源區(qū)氮化硅及二氧化硅SiO2隔離島2024/11/6有源區(qū)depositednitridelayer有源區(qū)光刻板N型p型MOS制作區(qū)域(漏-柵-源)2024/11/6P-well1.淀積氮化硅:氧化膜生長(zhǎng)(濕法氧化)P-well氮化膜生長(zhǎng)P-well涂膠P-well對(duì)版曝光有源區(qū)光刻板2.光刻有源區(qū):2024/11/6P-well顯影P-well氮化硅刻蝕去膠3.場(chǎng)區(qū)氧化:P-well場(chǎng)區(qū)氧化(濕法氧化)P-well去除氮化硅薄膜及有源區(qū)SiO22024/11/6掩膜3:光刻多晶硅P-well去除氮化硅薄膜及有源區(qū)SiO2P-wellP+N+N+P+N-SiP-well柵極氧化膜多晶硅柵極生長(zhǎng)柵極氧化膜淀積多晶硅光刻多晶硅2024/11/6P-well生長(zhǎng)柵極氧化膜P-well淀積多晶硅P-well涂膠光刻多晶硅光刻板P-well多晶硅刻蝕2024/11/6掩膜4

:P+區(qū)光刻

1、P+區(qū)光刻

2、離子注入B+,柵區(qū)有多晶硅做掩蔽,稱為硅柵自對(duì)準(zhǔn)工藝。

3、去膠P-wellP+N+N+P+N-SiP-wellP-wellP+P+2024/11/6P-wellP+P-wellP+P+硼離子注入去膠2024/11/6掩膜5

:N+區(qū)光刻

1、N+區(qū)光刻

2、離子注入P+,柵區(qū)有多晶硅做掩蔽,稱為硅柵自對(duì)準(zhǔn)工藝。

3、去膠P-wellP+N+N+P+N-SiP-wellP-wellP+P+N+N+2024/11/6P-wellN+P-wellP+P+磷離子注入去膠P+P+N+N+2024/11/6掩膜6

:光刻接觸孔1、淀積PSG.2、光刻接觸孔3、刻蝕接觸孔P-wellP+N+N+P+N-SiP-wellP-wellP+P+N+N+磷硅玻璃(PSG)2024/11/6掩膜6

:光刻接觸孔P-wellP+P+N+N+淀積PSGP-wellP+P+N+N+光刻接觸孔P-wellP+P+N+N+刻蝕接觸孔P-wellP+P+N+N+去膠2024/11/62024/11/6掩膜7

:光刻鋁線1、淀積鋁.2、光刻鋁3、去膠P-wellP-wellP+P+N+N+2024/11/6P-wellP+P+N+N+鋁線PSG場(chǎng)氧柵極氧化膜P+區(qū)P-wellN-型硅極板多晶硅N+區(qū)2024/11/6Example:Intel0.25micronProcess5metallayersTi/Al-Cu/Ti/TiNPolysilicondielectric2024/11/6InterconnectImpactonChip2024/11/6掩膜8

:刻鈍化孔CircuitPADCHIP雙阱標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝P+p-epipwellnwellp+n+gateoxideAl(Cu)tungstenSiO2SiO2TiSi2fieldoxide增加器件密度防止寄生晶體管效應(yīng)(閂鎖效應(yīng))p-epiP阱n+STITiSi2STI深亞微米CMOS晶體管結(jié)構(gòu)STISTISTIN阱n-n+n-p+p-p+p-源/漏擴(kuò)展區(qū)淺槽隔離側(cè)墻多晶硅硅化物2024/11/6功耗驅(qū)動(dòng)能力CMOS雙極型Bi-CMOSBiCMOS集成電路工藝2024/11/6BiCMOS工藝分類以CMOS工藝為基礎(chǔ)的BiCMOS工藝以雙極工藝為基礎(chǔ)的BiCMOS工藝。2024/11/6以P阱CMOS工藝為基礎(chǔ)的BiCMOS工藝NPN晶體管電流增益??;集電極的串聯(lián)電阻很大;NPN管C極只能接固定電位,從而限制了NPN管的使用2024/11/6以N阱CMOS工藝為基礎(chǔ)的BiCMOS工藝NPN具有較薄的基區(qū),提高了其性能;N阱使得NPN管C極與襯底隔開,可根據(jù)電路需要接電位集電極串聯(lián)電阻還是太大,影響雙極器件的驅(qū)動(dòng)能力在現(xiàn)有N阱CMOS工藝上增加一塊掩膜板2024/11/6

以N阱CMOS工藝為基礎(chǔ)的改進(jìn)BiCMOS工藝使NPN管的集電極串聯(lián)電阻減小5

6倍;使CMOS器件的抗閂鎖性能大大提高2024/11/6三、后部封裝(在另外廠房)(1)背面減?。?)切片(3)粘片(4)壓焊:金絲球

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