soc工艺课件双阱CMOS工艺.ppt

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0.25m） 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0.25m） 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完整的晶片晶片的横截面横截面放大晶片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SiNP型衬底N阱P阱光刻胶版图剖面图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SiNP阱P型衬底N阱光刻胶版图剖面图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SiNP型衬底N阱P阱场氧化层有源区掩膜版版图剖面图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+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+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+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+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1p+n+版图剖面图P型衬底P阱p+p+n+n+N阱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+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阱n+n+N阱9-通孔1 (Via1)通孔1的制作淀积氧化层平坦化涂敷光刻胶曝光通孔1掩膜版显影通孔1暴露p+p+p+n+版图剖面图P型衬底P阱N阱通孔1掩膜版通孔1掩膜版n+n+9-通孔1 (Via1)通孔1的制作淀积氧化层平坦化涂敷光刻胶曝光通孔1掩膜版显影通孔1暴露刻蚀氧化层去除光刻胶版图剖面图P型衬底P阱N阱p+p+p+n+n+n+9-通孔1 (Via1)通孔1的制作淀积氧化层平坦化涂敷光刻胶曝光通孔1掩膜版显影通孔1暴露刻蚀氧化层去除光刻胶淀积金属2平坦化p+n+版图剖面图P型衬底P阱N阱p+p+n+n+10-金属2 (Metal 2)金属2的制作涂敷光刻胶p+n+金属2掩膜版金属2掩膜版版图剖面图P型衬底P阱N阱p+p+n+n+10-金属2 (Metal 2)金属2的制作涂敷光刻胶曝光金属2掩膜版显影金属2暴露p+n+版图剖面图P型衬底金属2掩膜版金属2掩膜版P阱N阱p+p+n+n+10-金属2 (Metal 2)金属2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2n+版图剖面图P型衬底P阱N阱p+p+p+n+n+10-金属2 (Metal 2)金属2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2 去除光刻胶p+n+版图剖面图P型衬底P阱N阱p+p+n+n+反相器VINVOUTVDDGNDOxidation(Field oxide)Silicon substrateSilicon dioxideoxygenPhotoresistDevelopoxidePhotoresistCoatingphotoresistMask-WaferAlignment and ExposureMaskUV lightExposed PhotoresistexposedphotoresistGGSDActive Regionstop nitridetop nitrideSDGGsilicon nitrideNitrideDepositionContact holesSDGContactEtchIon ImplantationresistresistoxoxDGScanning ion beamSMetal Deposition and EtchdrainSDGMetal contacts PolysiliconDepositionpolysiliconSilane gasDopant gasOxidation(Gate oxide)gate oxideoxygenPhotoresistStripoxideRF PowerIonized oxygen gasOxideEtchphotoresistoxideRF Power Ionized CF4 gasPolysiliconMask and EtchRF PoweroxideoxideIonized CCl4 gaspoly gateRF Power。