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CMOS简要工艺流程
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CMOS简要工艺流程（续）
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CMOS简要工艺流程（续）
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本章介绍两种不同的集成电路制造技术 1. 基本的4～6μm 双极集成电路工艺技术 2. 先进的0.18μm CMOS集成电路工艺技术
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9.2 基本的4～6μm双极集成电路工艺技术
工艺流程 备片→埋层氧化→光刻埋层区→薄氧氧化→埋层注 砷→埋层推进→外延→隔离氧化→光刻隔离区→隔 离扩散→基区氧化→光刻基区→基区注硼→基区推 进→光刻发射区→发射区磷扩散→光刻引线孔→溅 射铝→光刻铝电极→钝化→光刻压焊窗→合金→ 中 测
工艺方法：Probe探针台测试。
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电路器件剖面图及电路图
电路器件剖面图
简单的放大器 电路 39
9.3 先进的0.18μm CMOS集成电路工艺技术
1. 双阱工艺 2. 浅槽隔离工艺 3. 多晶硅栅结构工艺 4. 轻掺杂漏（LDD）工艺 5. 侧墙形成工艺 6. 源/漏（S/D）注入工艺 7. 接触形成工艺
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8. 局部互连工艺 9. 通孔1和金属塞1的形成 10. 金属1互连的形成 11. 通孔2和金属塞2的形成 12. 金属2互连的形成 13. 制作金属3直到制作压点及合金 14. 参数测试
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器件剖面图及电路图
电路器件剖面图
简单的放大器 电路 9
1. 备片:P型硅单晶、单面抛光片、晶向＜111＞、 电阻率ρ＝8～15Ω.cm
2. 埋层氧化 工艺目的： 制作注入掩蔽层 工艺方法：（干＋湿＋干）氧化 工艺要求： tox＝1000nm左右
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3. 光刻埋层区 工艺目的:定义隐埋层注入区 工艺方法：光刻8步骤（HMDS气相成底膜、涂胶、 软烘、对准曝光、曝光后烘焙、显影、坚膜、检 查）、湿法刻蚀、湿法去胶 工艺要求：边缘整齐、无针孔、无小岛
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4. 薄氧氧化 工艺目的:制作注入屏蔽氧化层,用于减小注入 损 伤及沟道效应 。 工艺方法：干氧氧化 工艺要求： tox＝25nm左右
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5. 隐埋层As注入: 注入能量：100KEV 注入剂量：4.0E15（4.0×1015 ions/cm2）
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6. 隐埋层推进、退火: 工艺目的：获得合适的掺杂浓度分布和薄层电阻 以及杂质的电激活 工艺方法：N2/O2气氛高温退火 工艺要求：R□＝20Ω/□ 左右
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基区剖面图
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15. 光刻发射区:定义晶体管的发射极扩散区、集电 极接触区以及隔离岛N＋接触区。
16. 发射区扩散： 工艺目的：形成NPN晶体管的发射区、集电极接 触区以及隔离岛N＋接触区。 扩散方法：①预扩散：POCl3源扩散 ②再分布及氧化：（干＋湿＋干）高温 工艺要求：HFE＝100～200倍 BVCEO= 10 ~ 30V
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光刻发射区和发射区扩散剖面图
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发射区版图及发射区扩散剖面图
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17. 光刻引线孔 工艺目的:在晶体管的基区、发射区、集电区、 电阻区以及隔离区等开出窗口以便引出金属布线。 工艺方法：湿法腐蚀、湿法去胶
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引线孔版图及剖面图
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18. 溅射铝 工艺目的:制作电路元器件的金属电极 工艺方法：溅射材料Al－Cu（1％）,磁控溅射 工艺要求：厚度1.5μm左右
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埋层区版图及剖面图
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隐埋层的作用: a. 减小集电极串联电阻 b. 减小寄生PNP管的影响 对隐埋层杂质的要求： a. 杂质固溶度大 b. 高温时在Si中的扩散系数小,以减小上推 c. 与衬底晶格匹配好，以减小应力
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7. 外延淀积 工艺目的:形成电阻率和厚度符合要求的NPN晶体 管集电区;方便P－N隔离。 工艺方法：硅气相外延生长VPE
第九章 集成电路制造工艺集成
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9.1 引 言
工艺集成 前面第二～八章分别介绍了氧化、扩散/离 子注入、淀积、光刻、刻蚀、金属化以及 化学机械抛光,这些都是单项工艺，这些单 项工艺的组合称为工艺集成。
不同的工艺集成形成了不同的集成电路制 造技术。
➢双极型 ➢MOS型 ➢BiMOS
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硅片制造厂的分区 硅片制造厂分成6个独立的生产区:扩散（包括 氧化、热掺杂等高温工艺）、光刻、刻蚀、薄 膜（包括APCVD、 LPCVD、 PECVD、溅射 等）、离子注入和抛光（CMP）。
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19. 光刻铝电极 工艺目的:形成电路的金属互连线 工艺方法：涂厚胶,用Cl基气体干法RIE刻蚀， 干法氧等离子体去胶。
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铝电极版图及器件剖面图
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20. 钝化 工艺目的:保护电路器件表面 钝化层的作用：防止金属线划伤、表 面吸潮、 表面沾污。 工艺方法：PECVD生长氧化硅和氮化硅复合介质 工艺要求：tox＝400nm左右、tSiN＝600nm左右。
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8. 隔离氧化:tox＝600nm左右,做隔离扩散的掩蔽层。 9. 光刻隔离区：定义隔离区域。刻蚀、湿法去胶。
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隔离区版图及剖面图
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10. 隔离扩散 工艺目的:制作独立的硅岛以形成电路元件间 的电气隔离。 工艺方法：B2O3乳胶源扩散 工艺要求：检测隔离岛对衬底的击穿电压
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11. 基区氧化 工艺目的:获得高质量的器件表面保护层 工艺方法：去除硅片上的隔离氧化层、硅片清洗 （干＋湿＋干）高温氧化 工艺要求：tox＝450nm左右
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12. 光刻基区 工艺目的:定义晶体管的基极注入区及电阻注入 区。 工艺方法：湿法腐蚀、不去胶 工艺要求：同埋层光刻
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13. 基区硼注入 工艺目的:形成NPN晶体管的基区及扩散电阻 注入能量：60KEV 注入剂量：4.0E14
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基区 版图及 剖面图
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14. 基区推进 工艺目的:获得合适的基区掺杂浓度分布、方块 电阻和结深,注入杂质的电激活。 推进的作用：①注入杂质电激活 ②符合要求的掺杂分布 ③生长一定厚度的二氧化硅以掩蔽 后续的磷扩散。 工艺方法： （干＋湿＋干）高温推进 工艺要求： R□＝200Ω/□左右 ，Xj = 3μm左右
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21. 光刻压焊窗 工艺目的:开出金属电极窗口以便压焊键合 工艺方法：涂厚胶,干法刻蚀，干法去胶
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光刻压焊窗版图
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22. 合金
工艺目的:金属与器件有源区形成良好的欧姆
接触 。
工艺方法：在合金炉中进行, 温度450℃~
23. 中测
480℃ ，时间30min（N2＋H2）
工艺目的：电路参数测试，合格电路芯片拣选