电子科大微电子工艺(第九章)工艺集成课件.pptx

第九章 集成电路制造工艺集成第九章 集成电路制造工艺集成19.1 引引 言言n n 工艺集成工艺集成 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工艺集成n n不同的工艺集成形成了不同的集成电路制造技术双极型双极型MOSMOS型型BiMOSBiMOS9.1 引 言 工艺集成双极型2n n 硅片制造厂的分区硅片制造厂的分区硅片制造厂的分区硅片制造厂的分区 硅片制造厂分成硅片制造厂分成硅片制造厂分成硅片制造厂分成6 6个独立的生产区：个独立的生产区：个独立的生产区：个独立的生产区：扩散扩散扩散扩散（包括（包括（包括（包括 氧化、热掺杂等高温工艺）、氧化、热掺杂等高温工艺）、氧化、热掺杂等高温工艺）、氧化、热掺杂等高温工艺）、光刻、刻蚀、薄光刻、刻蚀、薄光刻、刻蚀、薄光刻、刻蚀、薄膜膜膜膜（包括（包括（包括（包括APCVDAPCVD、LPCVD LPCVD、PECVD PECVD、溅射、溅射、溅射、溅射 等）、等）、等）、等）、离子注入离子注入离子注入离子注入和和和和抛光抛光抛光抛光（CMPCMP）硅片制造厂的分区3n nCMOSCMOS简要工艺流程简要工艺流程简要工艺流程简要工艺流程CMOS简要工艺流程4n nCMOSCMOS简要工艺流程（续）简要工艺流程（续）简要工艺流程（续）简要工艺流程（续）CMOS简要工艺流程（续）5n nCMOSCMOS简要工艺流程（续）简要工艺流程（续）简要工艺流程（续）简要工艺流程（续）CMOS简要工艺流程（续）6n n 本章介绍两种不同的集成电路制造技术本章介绍两种不同的集成电路制造技术本章介绍两种不同的集成电路制造技术本章介绍两种不同的集成电路制造技术 1.1.基本的基本的基本的基本的4 46m 6m 双极集成电路工艺技术双极集成电路工艺技术双极集成电路工艺技术双极集成电路工艺技术 2.2.先进的先进的先进的先进的0.18m CMOS0.18m CMOS集成电路工艺技术集成电路工艺技术集成电路工艺技术集成电路工艺技术 本章介绍两种不同的集成电路制造技术79.2 基本的基本的46m双极集成电路工艺技术双极集成电路工艺技术n n工艺流程工艺流程工艺流程工艺流程 备片备片埋层氧化埋层氧化光刻埋层区光刻埋层区光刻埋层区光刻埋层区薄氧氧化薄氧氧化埋层注埋层注砷砷埋层推进埋层推进外延外延隔离氧化隔离氧化光刻隔离区光刻隔离区光刻隔离区光刻隔离区隔隔离扩散离扩散基区氧化基区氧化光刻基区光刻基区光刻基区光刻基区基区注硼基区注硼基区推基区推进进光刻发射区光刻发射区光刻发射区光刻发射区发射区磷扩散发射区磷扩散光刻引线孔光刻引线孔光刻引线孔光刻引线孔溅溅射铝射铝光刻铝电极光刻铝电极光刻铝电极光刻铝电极钝化钝化光刻压焊窗光刻压焊窗光刻压焊窗光刻压焊窗合金合金 中中测测9.2 基本的46m双极集成电路工艺技术工艺流程 8n n器件剖面图及电路图器件剖面图及电路图器件剖面图及电路图器件剖面图及电路图 简单的放大器 电路 电路器件剖面图器件剖面图及电路图 简单的放大器 电路器件剖面91.1.备片：备片：备片：备片：P P型硅单晶、单面抛光片、晶向型硅单晶、单面抛光片、晶向111111、电阻率电阻率 8 815.cm15.cm2.2.埋层氧化埋层氧化埋层氧化埋层氧化 工艺目的：工艺目的：制作注入掩蔽层制作注入掩蔽层 工艺方法：（干湿干）氧化工艺方法：（干湿干）氧化 工艺要求：工艺要求：t toxox1000nm1000nm左右左右1.备片：P型硅单晶、单面抛光片、晶向111、103.3.光刻埋层区光刻埋层区光刻埋层区光刻埋层区 工艺目的：定义隐埋层注入区工艺目的：定义隐埋层注入区 工艺方法：光刻工艺方法：光刻8 8步骤（步骤（HMDSHMDS气相成底膜、涂胶、气相成底膜、涂胶、软烘、对准曝光、曝光后烘焙、显影、坚膜、检软烘、对准曝光、曝光后烘焙、显影、坚膜、检查）、湿法刻蚀、湿法去胶查）、湿法刻蚀、湿法去胶 工艺要求：边缘整齐、无针孔、无小岛工艺要求：边缘整齐、无针孔、无小岛3.光刻埋层区114.4.薄氧氧化薄氧氧化薄氧氧化薄氧氧化 工艺目的：制作工艺目的：制作注入屏蔽氧化层，用于减小注入注入屏蔽氧化层，用于减小注入 损伤及沟道效应损伤及沟道效应 。

工艺方法：干氧氧化工艺方法：干氧氧化 工艺要求：工艺要求：t toxox25nm25nm左右左右4.薄氧氧化125.5.隐埋层隐埋层隐埋层隐埋层AsAs注入：注入：注入：注入：注入能量：注入能量：100KEV100KEV 注入剂量：注入剂量：4.0E154.0E15（4.0104.0101515 ions/cm ions/cm2 2）5.隐埋层As注入：136.6.隐埋层推进、退火：隐埋层推进、退火：隐埋层推进、退火：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 以及杂质的电激活以及杂质的电激活 工艺方法：工艺方法：N N2 2/O/O2 2气氛高温退火气氛高温退火 工艺要求：工艺要求：R R 20/20/左右左右 6.隐埋层推进、退火：14n n埋层区版图及剖面图埋层区版图及剖面图埋层区版图及剖面图埋层区版图及剖面图埋层区版图及剖面图15n n 隐埋层的作用：隐埋层的作用：隐埋层的作用：隐埋层的作用：a.a.减小集电极串联电阻减小集电极串联电阻 b.b.减小寄生减小寄生PNPPNP管的影响管的影响n n 对隐埋层杂质的要求：对隐埋层杂质的要求：对隐埋层杂质的要求：对隐埋层杂质的要求：a.a.杂质固溶度大杂质固溶度大 b.b.高温时在高温时在SiSi中的扩散系数小，以减小上推中的扩散系数小，以减小上推 c.c.与衬底晶格匹配好，以减小应力与衬底晶格匹配好，以减小应力 隐埋层的作用：167.7.外延淀积外延淀积外延淀积外延淀积 工艺目的：形成电阻率和厚度符合要求的工艺目的：形成电阻率和厚度符合要求的NPNNPN晶体晶体 管集电区；方便管集电区；方便P PN N隔离。

隔离工艺方法：硅气相外延生长工艺方法：硅气相外延生长VPE VPE 7.外延淀积17n n8.8.隔离氧化：隔离氧化：隔离氧化：隔离氧化：toxtox600nm600nm左右，做隔离扩散的掩左右，做隔离扩散的掩蔽层n n9.9.光刻隔离区：光刻隔离区：光刻隔离区：光刻隔离区：定义隔离区域刻蚀、湿法去胶定义隔离区域刻蚀、湿法去胶8.隔离氧化：tox600nm左右，做隔离扩散的掩蔽层18n n隔离区版图及剖面图隔离区版图及剖面图隔离区版图及剖面图隔离区版图及剖面图隔离区版图及剖面图19n n10.10.隔离扩散隔离扩散隔离扩散隔离扩散 工艺目的：制作独立的硅岛以形成电路元件间工艺目的：制作独立的硅岛以形成电路元件间 的电气隔离的电气隔离工艺方法：工艺方法：B B2 2O O3 3乳胶源扩散乳胶源扩散 工艺要求：检测隔离岛对衬底的击穿电压工艺要求：检测隔离岛对衬底的击穿电压 10.隔离扩散2011.11.基区氧化基区氧化基区氧化基区氧化 工艺目的：获得高质量的器件表面保护层工艺目的：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（干湿干）高温氧化 工艺要求：工艺要求：toxtox450nm450nm左右左右11.基区氧化2112.12.光刻基区光刻基区光刻基区光刻基区 工艺目的：定义晶体管的基极注入区及电阻注入工艺目的：定义晶体管的基极注入区及电阻注入 区。

区工艺方法：湿法腐蚀、不去胶工艺方法：湿法腐蚀、不去胶 工艺要求：同埋层光刻工艺要求：同埋层光刻12.光刻基区 2213.13.基区硼注入基区硼注入基区硼注入基区硼注入 工艺目的：形成工艺目的：形成NPNNPN晶体管的基区及扩散电阻晶体管的基区及扩散电阻 注入能量：注入能量：60KEV60KEV 注入剂量：注入剂量：4.0E144.0E1413.基区硼注入23n n基区基区基区基区 版图及版图及版图及版图及 剖面图剖面图剖面图剖面图基区2414.14.基区推进基区推进基区推进基区推进 工艺目的：获得合适的基区掺杂浓度分布、方块工艺目的：获得合适的基区掺杂浓度分布、方块 电阻和结深，注入杂质的电激活电阻和结深，注入杂质的电激活推进的作用：推进的作用：注入杂质电激活注入杂质电激活 符合要求的掺杂分布符合要求的掺杂分布 生长一定厚度的二氧化硅以掩蔽生长一定厚度的二氧化硅以掩蔽 后续的磷扩散后续的磷扩散工艺方法：工艺方法：（干湿干）高温推进（干湿干）高温推进 工艺要求：工艺要求：R R 200/200/左右左右 ，Xj=3mXj=3m左右左右 14.基区推进25n n基区剖面图基区剖面图基区剖面图基区剖面图基区剖面图2615.15.光刻发射区光刻发射区光刻发射区光刻发射区：定义晶体管的发射极扩散区、集电：定义晶体管的发射极扩散区、集电 极接触区以及隔离岛极接触区以及隔离岛N N接触区。

接触区16.16.发射区扩散发射区扩散发射区扩散发射区扩散：工艺目的：形成工艺目的：形成NPNNPN晶体管的发射区、集电极接晶体管的发射区、集电极接 触区以及隔离岛触区以及隔离岛N N接触区扩散方法：扩散方法：预扩散：预扩散：POCl3POCl3源扩散源扩散 再分布及氧化：（干湿干）高再分布及氧化：（干湿干）高温温 工艺要求：工艺要求：H HFEFE100100200200倍倍 BV BVCEOCEO=10 30V=10 30V15.光刻发射区：定义晶体管的发射极扩散区、集电27n n光刻发射区和发射区扩散剖面图光刻发射区和发射区扩散剖面图光刻发射区和发射区扩散剖面图光刻发射区和发射区扩散剖面图光刻发射区和发射区扩散剖面图28n n发射区版图及发射区扩散剖面图发射区版图及发射区扩散剖面图发射区版图及发射区扩散剖面图发射区版图及发射区扩散剖面图发射区版图及发射区扩散剖面图2917.17.光刻引线孔光刻引线孔光刻引线孔光刻引线孔 工艺目的：在晶体管的基区、发射区、集电区、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、湿法去胶工艺方法：湿法腐蚀、湿法去胶17.光刻引线孔30n n引线孔版图及剖面图引线孔版图及剖面图引线孔版图及剖面图引线孔版图及剖面图引线孔版图及剖面图3118.18.溅射铝溅射铝溅射铝溅射铝 工艺目的：制作电路元器件的金属电极工艺目的：制作电路元器件的金属电极 工艺方法：溅射材料工艺方法：溅射材料AlAlCuCu（1 1），磁控溅射），磁控溅射 工艺要求：厚度工艺要求：厚度1.5m1.5m左右左右18.溅射铝3219.19.光刻铝电极光刻铝电极光刻铝电极光刻铝电极 工艺目的：形成电路的金属互连线工艺目的：形成电路的金属互连线 工艺方法：涂厚胶，用工艺方法：涂厚胶，用ClCl基气体干法基气体干法RIERIE刻蚀，刻蚀，干法氧等离子体去胶干法氧等离子体去胶19.光刻铝电极33n n铝电极版图及器件剖面图铝电极版图及器件剖面图铝电极版图及器件剖面图铝电极版图及器件剖面图铝电极版图及器件剖面图34n n20.20.钝化钝化钝化钝化 工艺目的：保护电路器件表面工艺目的：保护电路器件表面 钝化层的作用：防止金属线划伤、表钝化层的作用：防止金属线划伤、表 面吸潮、面吸潮、表面沾污。

表面沾污工艺方法：工艺方法：PECVDPECVD生长氧化硅和氮化硅复合介质生长氧化硅和氮化硅复合介质 工艺要求：工艺要求：toxtox400nm400nm左右、左右、t tSiNSiN600nm600nm左右20.钝化35n n21.21.光刻压焊窗光刻压焊窗光刻压焊窗光刻压焊窗 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，干法去胶工艺方法：涂厚胶，干法刻蚀，干法去胶21.光刻压焊窗36n n光刻压焊窗版图光刻压焊窗版图光刻压焊窗版图光刻压焊窗版图光刻压焊窗版图37n n22.22.合金合金合金合金 工艺目的：金属与器件有源区形成良好的欧姆工艺目的：金属与器件有源区形成良好的欧姆 接触接触 工艺方法：在合金炉中进行，工艺方法：在合金炉中进行，温度温度450 450 480 480，时间，时间30min30min（N N2 2H H2 2）n n23.23.中测中测中测中测 工艺目的：电路参数测试，合格电路芯片拣选工艺目的：电路参数测试，合格电路芯片拣选 工艺方法：工艺方法：ProbeProbe探针台测试探针台测试22.合金38n n电路器件剖面图及电路图电路器件剖面图及电路图电路器件剖面图及电路图电路器件剖面图及电路图 简单的放大器 电路 电路器件剖面图电路器件剖面图及电路图 简单的放大器 电路器件399.3 先进的先进的0.18m CMOS集成电路工艺技术集成电路工艺技术 1.1.双阱工艺双阱工艺双阱工艺双阱工艺 2.2.浅槽隔离工艺浅槽隔离工艺浅槽隔离工艺浅槽隔离工艺 3.3.多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺 4.4.轻掺杂漏（轻掺杂漏（轻掺杂漏（轻掺杂漏（LDDLDD）工艺）工艺）工艺）工艺 5.5.侧墙形成工艺侧墙形成工艺侧墙形成工艺侧墙形成工艺 6.6.源源源源/漏（漏（漏（漏（S/DS/D）注入工艺）注入工艺）注入工艺）注入工艺 7.7.接触形成工艺接触形成工艺接触形成工艺接触形成工艺9.3 先进的0.18m CMOS集成电路工艺技术 140 8.8.局部互连工艺局部互连工艺局部互连工艺局部互连工艺 9.9.通孔通孔通孔通孔1 1和金属塞和金属塞和金属塞和金属塞1 1的形成的形成的形成的形成 10.10.金属金属金属金属1 1互连的形成互连的形成互连的形成互连的形成 11.11.通孔通孔通孔通孔2 2和金属塞和金属塞和金属塞和金属塞2 2的形成的形成的形成的形成 12.12.金属金属金属金属2 2互连的形成互连的形成互连的形成互连的形成 13.13.制作金属制作金属制作金属制作金属3 3直到制作压点及合金直到制作压点及合金直到制作压点及合金直到制作压点及合金 14.14.参数测试参数测试参数测试参数测试 8.局部互连工艺41 1.1.双阱工艺双阱工艺双阱工艺双阱工艺n nN N阱的形成步骤阱的形成步骤阱的形成步骤阱的形成步骤n n1.1.外延生长：外延生长：88英寸、英寸、P P外延外延/P/P衬底、外延层厚衬底、外延层厚 度约度约5.0m5.0m、片厚约、片厚约2.0mm2.0mmn n2.2.薄氧氧化：厚度薄氧氧化：厚度150 150 作用作用 表面保护以免沾污表面保护以免沾污减小注入损伤减小注入损伤有助于减轻注入沟道效应有助于减轻注入沟道效应 1.双阱工艺N阱的形成步骤42n n3.3.第一次光刻第一次光刻：光刻：光刻N N阱注入区，不去胶，光刻阱注入区，不去胶，光刻胶阻挡注入。

胶阻挡注入n n4.N4.N阱磷注入（连续三次）：阱磷注入（连续三次）：倒掺杂注入以减倒掺杂注入以减小小CMOSCMOS器件的闭锁效应，能量高器件的闭锁效应，能量高200KEV200KEV、结深、结深1.0m1.0m左右左右中等能量注入以保证源漏击穿电压中等能量注入以保证源漏击穿电压小剂量注入以调整阈值电压小剂量注入以调整阈值电压n n5.5.退火退火 作用作用杂质再分布杂质再分布修复注入损伤修复注入损伤注入杂质电激活注入杂质电激活3.第一次光刻：光刻N阱注入区，不去胶，光刻胶阻挡注入43n nP P阱的形成步骤阱的形成步骤阱的形成步骤阱的形成步骤n n1.1.第二次光刻（用第二次光刻（用N N阱的反版）：阱的反版）：光刻光刻P P阱注入区，阱注入区，不去胶n n2.P2.P阱硼注入（连续三次）阱硼注入（连续三次）：倒掺杂注入以减小倒掺杂注入以减小CMOSCMOS器件的闭锁效应，结深器件的闭锁效应，结深1.0m1.0m左右左右中等能中等能量注入以保证源漏击穿电压量注入以保证源漏击穿电压小剂量注入以调整阈小剂量注入以调整阈值电压P阱的形成步骤44n n3.3.退火退火 作用同作用同“N“N阱的形成阱的形成”。

n n形成形成N N阱和阱和P P阱的工艺目的：确定阱的工艺目的：确定PMOSPMOS和和NMOSNMOS管的有源区（即源区、栅区和漏区）管的有源区（即源区、栅区和漏区）3.退火 作用同“N阱的形成”452.2.浅槽隔离工艺浅槽隔离工艺浅槽隔离工艺浅槽隔离工艺n n局域氧化局域氧化局域氧化局域氧化LOCOSLOCOS隔离的缺点隔离的缺点隔离的缺点隔离的缺点 LOCOSLOCOS隔离技术存在鸟嘴，浪费有源区面积影隔离技术存在鸟嘴，浪费有源区面积影响集成度响集成度 横向尺寸不能精确控制横向尺寸不能精确控制2.浅槽隔离工艺局域氧化LOCOS隔离的缺点46 2.2.浅槽隔离工艺浅槽隔离工艺浅槽隔离工艺浅槽隔离工艺n n浅槽隔离浅槽隔离STISTI（S Shallow hallow T Trench rench I Isolationsolation）工艺目的：工艺目的：把硅片上的各个晶体管进行电隔离把硅片上的各个晶体管进行电隔离n nSTISTI槽刻蚀步骤槽刻蚀步骤槽刻蚀步骤槽刻蚀步骤1.1.薄氧生长：厚度薄氧生长：厚度150 150 作用：在去掉上面氮化硅时作用：在去掉上面氮化硅时保护有源区以防被腐蚀。

保护有源区以防被腐蚀2.浅槽隔离工艺浅槽隔离STI（Shallow Tren472.2.氮化硅淀积：氮化硅淀积：LPCVDLPCVD淀积，作用：做淀积，作用：做CMPCMP的阻挡的阻挡层，保护有源区免受层，保护有源区免受CMPCMP的过度抛光的过度抛光3.3.第三次光刻：第三次光刻：光刻浅槽隔离区光刻浅槽隔离区4.STI4.STI槽刻蚀：槽刻蚀：RIERIE刻蚀，槽深刻蚀，槽深1.0m1.0m左右左右2.氮化硅淀积：LPCVD淀积，作用：做CMP的阻挡层，保48n nSTISTI氧化物填充步骤氧化物填充步骤氧化物填充步骤氧化物填充步骤1.1.沟槽衬垫氧化硅生长：厚度沟槽衬垫氧化硅生长：厚度150 150 作用：改善硅与作用：改善硅与沟槽填充氧化物之间的界面特性沟槽填充氧化物之间的界面特性2.2.沟槽沟槽CVDCVD氧化物填充：氧化物填充：LPCVDLPCVD方法方法STI氧化物填充步骤49n nSTISTI氧化层抛光氮化物去除步骤氧化层抛光氮化物去除步骤氧化层抛光氮化物去除步骤氧化层抛光氮化物去除步骤1.1.沟槽氧化物抛光沟槽氧化物抛光CMPCMP2.2.氮化硅去除：热磷酸煮氮化硅去除：热磷酸煮STI氧化层抛光氮化物去除步骤503.3.多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺n n该工艺是工艺流程中的该工艺是工艺流程中的最关键工艺！最关键工艺！最关键工艺！最关键工艺！因为因为它包它包括最薄、质量最好的栅氧化层的热生长括最薄、质量最好的栅氧化层的热生长！多晶硅多晶硅栅的线宽是整个硅片上的特征尺寸栅的线宽是整个硅片上的特征尺寸！1.1.栅氧化层的生长：厚度栅氧化层的生长：厚度202050 50，形成，形成MOSMOS管的栅管的栅电极介质电极介质2.2.多晶硅淀积：多晶硅淀积：LPCVDLPCVD法，厚度法，厚度500050003.多晶硅栅结构工艺该工艺是工艺流程中的最关键工艺！因为51 多晶硅掺杂：也可以原位掺杂，作用：形成导电多晶硅掺杂：也可以原位掺杂，作用：形成导电的栅电极的栅电极3.3.第四次光刻：第四次光刻：光刻多晶硅栅，光刻多晶硅栅，DUVDUV深紫外步进式深紫外步进式光刻机曝光，多晶硅上涂抗反射层（光刻机曝光，多晶硅上涂抗反射层（ARCARC），随），随后进行特征尺寸、套刻精度、缺陷等质量检查。

后进行特征尺寸、套刻精度、缺陷等质量检查4.4.多晶硅栅刻蚀：用最好的多晶硅栅刻蚀：用最好的RIERIE刻蚀机，保证垂直的刻蚀机，保证垂直的侧壁侧壁n n注意：从栅氧生长到多晶硅要连续进行以免硅片注意：从栅氧生长到多晶硅要连续进行以免硅片沾污等其它问题沾污等其它问题 多晶硅掺杂：也可以原位掺杂，作用：形成导电的栅电极52 4.4.轻掺杂漏（轻掺杂漏（轻掺杂漏（轻掺杂漏（LDDLDD）工艺）工艺）工艺）工艺n n轻掺杂漏（轻掺杂漏（LDDLDD）工艺目的：减小源漏间的穿通和）工艺目的：减小源漏间的穿通和沟道漏电，提高源漏击穿电压沟道漏电，提高源漏击穿电压1.1.第五次光刻：第五次光刻：光刻光刻N NLDDLDD注入区，不去胶注入区，不去胶2.N2.NLDDLDD注入：低能量注入注入：低能量注入AsAs，AsAs的作用的作用分子量分子量大利于表面非晶化，大利于表面非晶化，慢扩散杂质在后续的热处慢扩散杂质在后续的热处理中利于维持浅结理中利于维持浅结 4.轻掺杂漏（LDD）工艺轻掺杂漏（LDD）工艺目的：减53n nP P轻掺杂漏注入步骤轻掺杂漏注入步骤轻掺杂漏注入步骤轻掺杂漏注入步骤1.1.第六次光刻：第六次光刻：光刻光刻P PLDDLDD注入区，不去胶注入区，不去胶2.P2.PLDDLDD注入：低能量注入注入：低能量注入BFBF2 2，BF BF2 2的作用的作用比比硼的分子量大利于表面非晶化，硼的分子量大利于表面非晶化，比硼的扩散系比硼的扩散系数低在后续的热处理中利于维持浅结数低在后续的热处理中利于维持浅结P轻掺杂漏注入步骤54 5.5.侧墙形成工艺侧墙形成工艺侧墙形成工艺侧墙形成工艺n n侧墙工艺目的：侧墙用来环绕多晶硅栅侧壁掩蔽大侧墙工艺目的：侧墙用来环绕多晶硅栅侧壁掩蔽大剂量的剂量的S/DS/D注入以免其接近沟道导致源漏穿通。

注入以免其接近沟道导致源漏穿通1.1.淀积二氧化硅：淀积二氧化硅：LPCVDLPCVD法，厚度法，厚度1000 1000 2.2.二氧化硅反刻二氧化硅反刻 5.侧墙形成工艺侧墙工艺目的：侧墙用来环绕多晶硅栅侧壁掩55 6.6.源源源源/漏（漏（漏（漏（S/DS/D）注入工艺）注入工艺）注入工艺）注入工艺n nN N源漏注入步骤源漏注入步骤源漏注入步骤源漏注入步骤1.1.第七次光刻：第七次光刻：光刻光刻N N源源/漏注入区，不去胶漏注入区，不去胶2.N2.N源源/漏注入漏注入:中等剂量注中等剂量注AsAs 6.源/漏（S/D）注入工艺N源漏注入步骤56n nP P源漏注入步骤源漏注入步骤源漏注入步骤源漏注入步骤1.1.第八次光刻：第八次光刻：光刻光刻P P源源/漏注入区，不去胶漏注入区，不去胶2.P2.P源源/漏注入漏注入:中等剂量注硼中等剂量注硼3.3.退火：快速热退火退火：快速热退火RTPRTP，温度，温度10001000，时间几秒，时间几秒，RTPRTP的作用：的作用：减小注入深度的推进，减小注入深度的推进，其它同其它同普通的热退火普通的热退火P源漏注入步骤57 7.7.接触形成工艺接触形成工艺接触形成工艺接触形成工艺n n接触形成工艺目的：在硅片所有的有源区上形成金接触形成工艺目的：在硅片所有的有源区上形成金属接触使硅和随后淀积的导电材料更紧密的结合，属接触使硅和随后淀积的导电材料更紧密的结合，降低欧姆接触电阻。

降低欧姆接触电阻7.接触形成工艺接触形成工艺目的：在硅片所有的有源区上58n n钛金属接触的主要步骤钛金属接触的主要步骤钛金属接触的主要步骤钛金属接触的主要步骤1.1.钛淀积：溅射钛钛淀积：溅射钛2.2.退火：退火：700700以上形成硅化钛以上形成硅化钛TiSiTiSi2 2，硅化钛的电阻，硅化钛的电阻率比钛低很多率比钛低很多3.3.刻蚀金属钛：湿法腐蚀未反应的刻蚀金属钛：湿法腐蚀未反应的TiTi，所有有源区，所有有源区上都保留上都保留TiSiTiSi2 2n n钛钛钛钛TiTi的优点：的优点：的优点：的优点：使硅和随后淀积的金属紧密地结合使硅和随后淀积的金属紧密地结合TiTi的电阻率低，且与硅反应生成的电阻率低，且与硅反应生成TiSiTiSi2 2的电阻率更的电阻率更低钛金属接触的主要步骤598.8.局部互连工艺局部互连工艺局部互连工艺局部互连工艺n n局部互连局部互连LILI（L Local ocal I Interconnectnterconnect）工艺目的：形成）工艺目的：形成金属布线与器件之间的连接该工艺称为大马士革金属布线与器件之间的连接该工艺称为大马士革n n形成局部互连氧化硅介质的步骤形成局部互连氧化硅介质的步骤形成局部互连氧化硅介质的步骤形成局部互连氧化硅介质的步骤1.1.淀积氮化硅：淀积氮化硅：PECVDPECVD法，作用：保护有源区以防后法，作用：保护有源区以防后续掺杂二氧化硅中的杂质向有源区扩散。

续掺杂二氧化硅中的杂质向有源区扩散8.局部互连工艺局部互连LI（Local Interco602.2.掺杂二氧化硅掺杂二氧化硅BPSGBPSG的淀积：的淀积：PECVDPECVD或或HDCVDHDCVD法，法，快速热退火：使快速热退火：使BPSGBPSG回流回流3.3.二氧化硅抛光二氧化硅抛光CMPCMP：抛光后氧化层的厚度约：抛光后氧化层的厚度约800080004.4.第九次光刻：第九次光刻：光刻局部互连区（引线孔），局部光刻局部互连区（引线孔），局部互连区刻蚀互连区刻蚀2.掺杂二氧化硅BPSG的淀积：PECVD或HDCVD法，61n n制作局部互连金属的步骤制作局部互连金属的步骤制作局部互连金属的步骤制作局部互连金属的步骤1.1.金属钛金属钛TiTi的淀积：溅射的淀积：溅射TiTi，作用：充当钨与二氧化，作用：充当钨与二氧化硅的粘合剂硅的粘合剂电子科大微电子工艺(第九章)工艺集成课件622.2.氮化钛氮化钛TiNTiN淀积：与淀积：与TiTi溅射使用一台设备，在溅射溅射使用一台设备，在溅射TiTi后不出工艺腔直接溅射后不出工艺腔直接溅射TiNTiN，氮化钛就是阻挡层，氮化钛就是阻挡层金属金属 阻挡层金属形成的工艺目的阻挡层金属形成的工艺目的：阻挡后续淀积的金：阻挡后续淀积的金属钨的扩散，提高器件的可靠性属钨的扩散，提高器件的可靠性3.3.钨淀积：钨淀积：CVDCVD法，钨的作用法，钨的作用比溅射铝有更好的比溅射铝有更好的孔填充，形成钨塞；孔填充，形成钨塞；具有良好的磨抛特性具有良好的磨抛特性4.4.钨磨抛钨磨抛2.氮化钛TiN淀积：与Ti溅射使用一台设备，在溅射Ti后63n n局部互连局部互连局部互连局部互连LI LI 工艺大马士革工艺大马士革工艺大马士革工艺大马士革局部互连LI 工艺大马士革64 9.9.通孔通孔通孔通孔1 1和金属塞和金属塞和金属塞和金属塞1 1的形成的形成的形成的形成n n层间介质层间介质ILDILD（InterLayer DielectricInterLayer Dielectric）的作用）的作用：做为：做为各层金属之间以及第一层金属与硅之间的绝缘介质各层金属之间以及第一层金属与硅之间的绝缘介质材料以隔离各层金属、多晶硅或硅导电层。

材料以隔离各层金属、多晶硅或硅导电层n n制作通孔制作通孔制作通孔制作通孔1 1的主要步骤的主要步骤的主要步骤的主要步骤 9.通孔1和金属塞1的形成层间介质ILD（InterL651.1.第一层层间介质氧化物的淀积：第一层层间介质氧化物的淀积：APCVDAPCVD或或PECVDPECVD法法2.2.第一层层间介质第一层层间介质CMPCMP：抛光后氧化层的厚度约：抛光后氧化层的厚度约800080003.3.第十次光刻：第十次光刻：光刻通孔光刻通孔1 1，通孔，通孔1 1的刻蚀的刻蚀1.第一层层间介质氧化物的淀积：APCVD或PECVD法66n n制作金属塞制作金属塞制作金属塞制作金属塞1 1的主要步骤的主要步骤的主要步骤的主要步骤金属塞的作用：完成金属线之间的电连接金属塞的作用：完成金属线之间的电连接1.1.金属钛金属钛TiTi的淀积：溅射的淀积：溅射TiTi2.2.氮化钛氮化钛TiNTiN淀积：在溅射淀积：在溅射TiTi后不出工艺腔直接溅射后不出工艺腔直接溅射TiNTiN3.3.钨淀积：钨淀积：CVDCVD法法4.4.钨磨抛钨磨抛制作金属塞1的主要步骤67n n钨互连钨互连钨互连钨互连LILI和钨塞的和钨塞的和钨塞的和钨塞的SEMSEM照片照片照片照片钨互连LI和钨塞的SEM照片68 10.10.金属金属金属金属1 1互连的形成互连的形成互连的形成互连的形成n n制作金属制作金属制作金属制作金属1 1互连的步骤互连的步骤互连的步骤互连的步骤1.1.金属钛阻挡层淀积：溅射金属钛阻挡层淀积：溅射TiTi，此步，此步TiTi的作用的作用在钨在钨塞与后续铝金属之间有良好的粘合；塞与后续铝金属之间有良好的粘合；提高金属叠提高金属叠加结构的稳定性加结构的稳定性 10.金属1互连的形成制作金属1互连的步骤692.2.淀积铝铜合金淀积铝铜合金AlAlCuCu（1 1）3.3.淀积氮化钛淀积氮化钛TiNTiN：溅射法，作用：充当光刻中的抗：溅射法，作用：充当光刻中的抗反射层反射层4.4.第十一次光刻：第十一次光刻：光刻金属光刻金属1 1，刻蚀金属，刻蚀金属1 12.淀积铝铜合金AlCu（1）70n n金属金属金属金属1 1的的的的SEMSEM照片照片照片照片金属1的SEM照片7111.11.通孔通孔通孔通孔2 2和金属塞和金属塞和金属塞和金属塞2 2的形成的形成的形成的形成n n制作通孔制作通孔制作通孔制作通孔2 2的主要步骤的主要步骤的主要步骤的主要步骤1.ILD1.ILD2 2氧化硅的间隙填充：氧化硅的间隙填充：HDCVDHDCVD法法2.ILD2.ILD2 2氧化硅淀积：氧化硅淀积：PECVDPECVD法法3.ILD3.ILD2 2氧化硅抛光氧化硅抛光 CMP CMP4.4.第十二次光刻：第十二次光刻：光刻通孔光刻通孔2 2，通孔，通孔2 2的刻蚀的刻蚀11.通孔2和金属塞2的形成制作通孔2的主要步骤72n n制作金属塞制作金属塞制作金属塞制作金属塞2 2的主要步骤的主要步骤的主要步骤的主要步骤1.1.金属钛金属钛TiTi的淀积：溅射的淀积：溅射TiTi2.2.氮化钛氮化钛TiNTiN淀积：在溅射淀积：在溅射TiTi后不出工艺腔直接溅射后不出工艺腔直接溅射TiNTiN3.3.钨淀积：钨淀积：CVDCVD法法4.4.钨磨抛钨磨抛制作金属塞2的主要步骤7312.12.金属金属金属金属2 2互连的形成互连的形成互连的形成互连的形成1.1.金属钛阻挡层淀积：溅射金属钛阻挡层淀积：溅射TiTi2.2.淀积铝铜合金淀积铝铜合金AlAlCuCu（1 1）3.3.淀积氮化钛淀积氮化钛TiNTiN：溅射法：溅射法4.4.第十三次光刻：第十三次光刻：光刻金属光刻金属2 2，刻蚀金属，刻蚀金属2 212.金属2互连的形成1.金属钛阻挡层淀积：溅射Ti74 13.13.制作金属制作金属制作金属制作金属3 3直到制作压点及合金直到制作压点及合金直到制作压点及合金直到制作压点及合金n n多次重复多次重复1111和和1212完成金属完成金属3 3至金属至金属4 4的形成工艺的形成工艺n n淀积顶层二氧化硅和顶层氮化硅做为表面钝化复合淀积顶层二氧化硅和顶层氮化硅做为表面钝化复合介质介质n n第十八次光刻：第十八次光刻：光刻压焊窗口光刻压焊窗口n n合金化合金化 13.制作金属3直到制作压点及合金多次重复11和12完75n nFull 0.18 Full 0.18 m CMOS Cross Sectionm CMOS Cross SectionFull 0.18 m CMOS Cross Sectio76n nAMDAMD处理器剖面处理器剖面处理器剖面处理器剖面SEMSEM照片照片照片照片AMD处理器剖面SEM照片7714.14.参数测试参数测试参数测试参数测试n n探针台测试探针台测试探针台测试探针台测试ProberProber14.参数测试探针台测试Prober78p经常不断地学习,你就什么都知道。

你知道得越多,你就越有力量pStudyConstantly,AndYouWillKnowEverything.TheMoreYouKnow,TheMorePowerfulYouWillBe学习总结经常不断地学习,你就什么都知道你知道得越多,你就越有力量学79结束语当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日 结束语80。