N阱CMOS工艺流程.ppt

1、N阱CMOS工艺 初始材料初始材料 nCMOS集成电路通常制造在尽可能重掺集成电路通常制造在尽可能重掺杂硼的杂硼的P型（型（100）衬底上以减小衬底）衬底上以减小衬底电阻电阻 外延生长外延生长 nCMOS工艺的第一步是在衬底上生长一工艺的第一步是在衬底上生长一层轻掺杂的层轻掺杂的P型外延层，比标准双极工型外延层，比标准双极工艺采用的外延层薄很多。理论上艺采用的外延层薄很多。理论上CMOS工艺不需要外延层，因为工艺不需要外延层，因为MOS管可以管可以直接在直接在P型衬底上形成。外延工艺增加型衬底上形成。外延工艺增加了成本，但是采用了成本，但是采用P+衬底可以提高抗衬底可以提高抗闩锁效应的能力。闩

2、锁效应的能力。N阱扩散阱扩散 n使用使用N阱掩模版对甩在氧化层上的光刻阱掩模版对甩在氧化层上的光刻胶进行光刻。胶进行光刻。N阱工艺可形成大多数设阱工艺可形成大多数设计者所偏好的衬底接触计者所偏好的衬底接触。N阱注入阱注入光刻光刻1，刻刻N阱掩膜版阱掩膜版氧化层氧化层氧化层氧化层P-SUBP-SUB曝曝 光光光刻光刻1，刻刻N阱掩膜版阱掩膜版光刻胶光刻胶掩膜版掩膜版氧化层的刻蚀氧化层的刻蚀光刻光刻1，刻刻N阱掩膜版阱掩膜版N阱注入阱注入光刻光刻1，刻刻N阱掩膜版阱掩膜版形成形成N阱阱N阱阱P-SUBP-SUB 场区场区LOCOS（局部氧化）（局部氧化）n n基本基本CMOS工艺采用工艺采用LOC

3、OS技术选择技术选择性地生长厚氧化层，只在形成源器件的性地生长厚氧化层，只在形成源器件的区域留下薄的缓冲氧化层。芯片上的局区域留下薄的缓冲氧化层。芯片上的局部氧化区域称为场区，而被保护未形成部氧化区域称为场区，而被保护未形成氧化层的区域称为场区。氧化层的区域称为场区。LOCOS工艺工艺首先在整个晶圆上淀积一层氮化硅，然首先在整个晶圆上淀积一层氮化硅，然后用反型槽掩模版光刻氮化硅，最后采后用反型槽掩模版光刻氮化硅，最后采用选择性可是除去场区上的氮化层。用选择性可是除去场区上的氮化层。氮化硅的刻蚀氮化硅的刻蚀光刻光刻2，刻有源区掩膜版，刻有源区掩膜版二氧化硅二氧化硅掩膜版掩膜版沟道终止注入沟道终止

4、注入n nP型外延场区接受型外延场区接受P型的沟道终止注入，型的沟道终止注入，而而N阱场区接受阱场区接受N型沟道终止注入，这型沟道终止注入，这里包含大面积硼注入和选择性磷注入里包含大面积硼注入和选择性磷注入场氧的生长场氧的生长光刻光刻2，刻有源区掩膜版，刻有源区掩膜版二氧化硅二氧化硅氮化硅氮化硅掩膜版掩膜版去除氮化硅去除氮化硅光刻光刻3，刻多晶硅掩膜版，刻多晶硅掩膜版FOX 阈值调整阈值调整n n目的为了让PMOS和NMOS管拥有相同的阈值电压绝对值。n n可以先注入P型杂质（B），再N型杂质（P），因为B的扩散系数小；也可以只注入P型杂质（B）进行调节。采用一步调节方法采用一步调节方法重新生

5、长二氧化硅（栅氧）重新生长二氧化硅（栅氧）光刻光刻3，刻多晶硅掩膜版，刻多晶硅掩膜版栅氧栅氧场氧场氧场氧场氧 多晶硅淀积和光刻多晶硅淀积和光刻 光刻光刻3，刻多晶硅掩膜版，刻多晶硅掩膜版多晶硅多晶硅多晶硅多晶硅刻蚀多晶硅刻蚀多晶硅光刻光刻3，刻多晶硅掩膜版，刻多晶硅掩膜版掩膜版掩膜版 源源/漏注入漏注入 n n现在完成的多晶硅栅可作为NMOS管和PMOS管的源/漏自对准注入的掩模版。在下图中，先进行N型的源/漏注入（NSD），采用As杂质；然后进行P型源/漏注入（PSD），采用B。n n由于As的扩散系数小。所以先NSD P+离子注入光刻光刻4，刻，刻P+离子注入离子注入掩膜版掩膜版掩膜版掩膜

6、版P+N+离子注入光刻光刻5，刻，刻N+离子注入离子注入掩膜版掩膜版N+接触、金属化及保护层接触、金属化及保护层 n n尽管在源尽管在源/漏退火过程中存在进一步氧漏退火过程中存在进一步氧化，但覆盖沟场区的氧化层仍然很薄，化，但覆盖沟场区的氧化层仍然很薄，因而很容易破损，在背栅接触附近增加因而很容易破损，在背栅接触附近增加NSD或或PSD注入可以克服这个困难。接注入可以克服这个困难。接触孔硅化后，在晶圆上先溅射一层难溶触孔硅化后，在晶圆上先溅射一层难溶金属薄膜，然后淀积较厚的掺铜铝层。金属薄膜，然后淀积较厚的掺铜铝层。然后就是在最后一层金属上淀积保护层然后就是在最后一层金属上淀积保护层。生长磷硅玻璃生长磷硅玻璃PSGPSG光刻接触孔光刻接触孔光刻光刻6，刻接触孔刻接触孔掩膜版掩膜版P+N+刻刻 铝铝光刻光刻7，刻刻Al掩膜版掩膜版Al刻铝VDDVoVSS光刻光刻8，刻压焊孔刻压焊孔掩膜版掩膜版钝化层钝化层淀积钝化层NMOS TransistorsPMOS晶体管晶体管 衬底衬底PNP管管 多晶电阻多晶电阻NSD和和PSD电阻电阻 电电 容容