soc工艺课件 双阱cmos工艺.ppt

Page 1,双阱CMOS工艺制造流程,半导体制造：硅氧化、光刻、刻蚀、扩散、离子注入、薄膜淀积 局部氧化工艺 (LOCOS: LOCal Oxidation of Silicon)：场氧化层覆盖整个硅片，通过厚的场氧化层来隔离CMOS器件0.25μm） 浅槽隔离工艺 (STI: Shallow Trench Isolation)：通过刻蚀一定深度的沟槽，再进行侧墙氧化，实现CMOS器件的隔离0.25μm） LOCOS相对更容易理解CMOS工艺的制造流程 简化的LOCOS流程：N阱→P阱→有源区→栅→pmos源/漏→nmos源/漏→接触孔→金属1 →通孔1 →金属2,Page 2,完整的晶片,,晶片的横截面,,,横截面放大,,,,,,,,晶片,Page 3,1-N阱(N-Well),N阱的制作 衬底上生长SiO2 涂敷光刻胶,,,版图,剖面图,,,,P型衬底,,,,N阱掩膜版,,氧化层,光刻胶,,,,N阱掩膜版,Page 4,1-N阱(N-Well),N阱的制作 衬底上生长SiO2 涂敷光刻胶 曝光 N阱掩膜版 显影 N阱区域暴露,,,,版图,剖面图,,,,P型衬底,,,,氧化层,光刻胶,,,,N阱掩膜版,,N阱掩膜版,Page 5,1-N阱(N-Well),N阱的制作 衬底上生长SiO2 涂敷光刻胶 曝光 N阱掩膜版 显影 N阱区域暴露 N型离子注入 磷离子等 去除光刻胶,,,,,版图,剖面图,,,,P型衬底,N阱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,磷离子注入,N阱掩膜版,Page 6,2-P阱(P-Well),P阱的制作 涂敷光刻胶,,,,,版图,剖面图,,,,P型衬底,N阱,N阱掩膜版,,P阱掩膜版,,,P阱掩膜版,氧化层,光刻胶,,,,,Page 7,2-P阱(P-Well),P阱的制作 涂敷光刻胶 曝光 P阱掩膜版 显影 P阱区域暴露,,,,,版图,剖面图,,,,P型衬底,N阱,N阱掩膜版,,P阱掩膜版,,,P阱掩膜版,氧化层,光刻胶,,,,,,Page 8,2-P阱(P-Well),P阱的制作 涂敷光刻胶 曝光 P阱掩膜版 显影 P阱区域暴露 P型离子注入 硼离子等 去除光刻胶,,,,,版图,剖面图,,,,P型衬底,N阱,N阱掩膜版,,,P阱掩膜版,P阱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,硼离子注入,Page 9,2-P阱(P-Well),P阱的制作 涂敷光刻胶 曝光 P阱掩膜版 显影 P阱区域暴露 P型离子注入 硼离子等 去除光刻胶 刻蚀氧化层,,,,,版图,剖面图,,,,P型衬底,N阱,N阱掩膜版,,,P阱掩膜版,P阱,Page 10,3-有源区(Active),有源区的制作 淀积SiN 在SiN上涂敷光刻胶,,,,,,,,,有源区掩膜版,,,,,,,,,,有源区掩膜版,,SiN,光刻胶,,,P型衬底,N阱,P阱,,,P阱,,版图,剖面图,,,,Page 11,3-有源区(Active),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,有源区的制作 淀积SiN 在SiN上涂敷光刻胶 曝光 有源区掩膜版 显影 有源区暴露,有源区掩膜版,有源区掩膜版,SiN,,P型衬底,N阱,,,P阱,,光刻胶,,版图,剖面图,,,,Page 12,3-有源区(Active),,,,,,,,,,,,有源区的制作 淀积SiN 在SiN上涂敷光刻胶 曝光 有源区掩膜版 显影 有源区暴露 刻蚀SiN 有SiN的地方会阻止场氧生长,,,,,有源区掩膜版,SiN,,,P阱,,,P型衬底,N阱,光刻胶,,版图,剖面图,,,,Page 13,3-有源区(Active),,,,,,,,,,,,,,P型衬底,N阱,有源区的制作 淀积SiN 在SiN上涂敷光刻胶 曝光 有源区掩膜版 显影 有源区暴露 刻蚀SiN 有SiN的地方会阻止场氧生长 去除光刻胶 生长场氧化层 (FOX) 热氧化方法 隔离器件,,,P阱,,场氧化层,,,,有源区掩膜版,,版图,剖面图,,,,Page 14,3-有源区(Active),有源区的制作 淀积SiN 在SiN上涂敷光刻胶 曝光 有源区掩膜版 显影 有源区暴露 刻蚀SiN 有SiN的地方会阻止场氧生长 去除光刻胶 生长场氧化层 (FOX) 热氧化方法 隔离器件 去除SiN,,,,,,,,,,P型衬底,N阱,,,P阱,,场氧化层,,,,有源区掩膜版,,版图,剖面图,,,,Page 15,4-栅(Gate),,,,,,,,,栅的制作 生长栅氧化层 整个硅片上 可忽略场在氧化层上的生长,,,,,,P阱,栅氧化层,,,,,N阱,,版图,剖面图,,,,P型衬底,Page 16,,,,4-栅(Gate),,,,,,,,栅的制作 生长栅氧化层 整个硅片上 可忽略场在氧化层上的生长 淀积多晶硅 涂敷光刻胶,,,,,,,,多晶硅掩膜版,多晶硅掩膜版,,,,,P阱,栅氧化层,,N阱,,多晶硅,,光刻胶,,版图,剖面图,,,,P型衬底,,,,Page 17,,,4-栅(Gate),,,,,,,,栅的制作 生长栅氧化层 整个硅片上 可忽略场在氧化层上的生长 淀积多晶硅 涂敷光刻胶 曝光 多晶硅掩膜版 显影 多晶硅暴露 刻蚀多晶硅,,,,,,,,,,,,,,多晶硅掩膜版,多晶硅掩膜版,,P阱,栅氧化层,,N阱,,多晶硅,,版图,剖面图,,,,P型衬底,,,,Page 18,,,4-栅(Gate),,,,,,,,栅的制作 生长栅氧化层 整个硅片上 可忽略场在氧化层上的生长 淀积多晶硅 涂敷光刻胶 曝光 多晶硅掩膜版 显影 多晶硅暴露 刻蚀多晶硅 刻蚀栅氧化层 栅下的氧化层受多晶硅保护，未被刻蚀,,,,,,,,,,P阱,栅氧化层,,N阱,,多晶硅,多晶硅掩膜版,,版图,剖面图,,,,P型衬底,,,,Page 19,,,,5-pmos的源/漏 (pmos Source/Drain),,,,,,,,pmos源/漏的制作 涂敷光刻胶,,,,P型注入掩膜版,,,,,,,,,P型注入掩膜版,,,,P阱,N阱,,,,,版图,剖面图,,,,P型衬底,,,Page 20,,,,,,5-pmos的源/漏 (pmos Source/Drain),,,,,,,,pmos源/漏的制作 涂敷光刻胶 曝光 P型注入掩膜版 显影 P型注入区域暴露,,,,,,,,,,,,版图,剖面图,,,,P型注入掩膜版,P型注入掩膜版,,P阱,N阱,,,,,,P型衬底,,,,Page 21,,,5-pmos的源/漏 (pmos Source/Drain),,,,,,,pmos源/漏的制作 涂敷光刻胶 曝光 P型注入掩膜版 显影 P型注入区域暴露 注入P型掺杂 去除光刻胶,P+掺杂,,,,,,P+掺杂,,,版图,剖面图,,,,P型注入掩膜版,,P阱,N阱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,p+,P型衬底,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,硼离子注入,Page 22,,,,6-nmos的源/漏 (nmos Source/Drain),,,,,,,,nmos源/漏的制作 涂敷光刻胶,,,,,N型注入掩膜版,,,,版图,剖面图,,,,N型注入掩膜版,,,,P阱,N阱,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,p+,P型衬底,,,Page 23,,,,6-nmos的源/漏 (nmos Source/Drain),,,,,,,,nmos源/漏的制作 涂敷光刻胶 曝光 N型注入掩膜版 显影 N型注入区域暴露,,,,,,,版图,剖面图,,,,,N型注入掩膜版,N型注入掩膜版,,,,P阱,N阱,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,p+,P型衬底,,,,Page 24,,,,6-nmos的源/漏 (nmos Source/Drain),,,,,,,,nmos源/漏的制作 涂敷光刻胶 曝光 N型注入掩膜版 显影 N型注入区域暴露 注入N型掺杂 去除光刻胶,N+掺杂,,,,N+掺杂,,,,,版图,剖面图,,,,N型注入掩膜版,,,,P阱,N阱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,p+,n+,n+,n+,,P型衬底,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,砷离子注入,Page 25,,,,7-接触孔 (Contact),接触孔的制作 淀积氧化层 涂敷光刻胶,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,接触孔掩膜版,p+,n+,接触孔掩膜版,,,,,版图,剖面图,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,n+,n+,P型衬底,P阱,N阱,,,,,,,,,,Page 26,,,,7-接触孔 (Contact),接触孔的制作 淀积氧化层 涂敷光刻胶 曝光 接触孔掩膜版 有源区和栅的接触孔使用同一层掩膜版 显影 接触孔区域暴露,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,n+,,,,,版图,剖面图,,,,P型衬底,接触孔掩膜版,接触孔掩膜版,,P阱,N阱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,n+,n+,,,,,,,,,Page 27,,,,7-接触孔 (Contact),接触孔的制作 淀积氧化层 涂敷光刻胶 曝光 接触孔掩膜版 有源区和栅的接触孔使用同一层掩膜版 显影 接触孔区域暴露 刻蚀氧化层,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,n+,,版图,剖面图,,,,P型衬底,,P阱,N阱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,n+,n+,Page 28,,,,7-接触孔 (Contact),接触孔的制作 淀积氧化层 涂敷光刻胶 曝光 接触孔掩膜版 有源区和栅的接触孔使用同一层掩膜版 显影 接触孔区域暴露 刻蚀氧化层 去除光刻胶 淀积金属1 平坦化 顶层金属,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,n+,,版图,剖面图,,,,P型衬底,,P阱,N阱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,p+,n+,n+,Page 29,,,,8-金属1 (Metal 1),金属1的制作 涂敷光刻胶,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,n+,,,金属1掩膜版,金属1掩膜版,,,,,,,,,,,,,,,,,版图,剖面图,,,,P型衬底,,P阱,N阱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,n+,n+,,,Page 30,,,,8-金属1 (Metal 1),金属1的制作 涂敷光刻胶 曝光 金属1掩膜版 显影 金属1暴露,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,版图,剖面图,P型衬底,金属1掩膜版,金属1掩膜版,,P阱,N阱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,p+,n+,n+,n+,,,,,,金属和多晶硅交叠部分的剖面图,,,,Page 31,,,,8-金属1 (Metal 1),金属1的制作 涂敷光刻胶 曝光 金属1掩膜版 显影 金属1暴露 刻蚀金属1,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,n+,,,,,,,,,,,,,,,版图,剖面图,P型衬底,,P阱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,n+,n+,,,N阱,Page 32,,,,,,8-金属1 (Metal 1),金属1的制作 涂敷光刻胶 曝光 金属1掩膜版 显影 金属1暴露 刻蚀金属1 去除光刻胶,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,n+,,,,,,,,,,,,,,版图,剖面图,P型衬底,,P阱,N阱,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,n+,n+,Page 33,,,,,,9-通孔1 (Via1),通孔1的制作 淀积氧化层 平坦化 涂敷光刻胶,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,p+,p+,p+,n+,,,,,,,,,,,,,,,,,通孔1掩膜版,,通孔1掩膜版,,,版图,剖面图,P型衬底,,,P。