CMOS工艺流程与MOS电路版图举例.ppt

该图的说明a 沟道长度 3λb GS/GD覆盖λc p+，n+最小宽度3λd p+，n+最小间距3λe p阱与n+区间距2λf 孔距扩散区最小间距 2λg Al覆盖孔λ孔 2λ× 3λ或 3λ× 3λh Al栅跨越p+环λi Al最小宽度4λj Al最小间距3λp+Al1n+2) 铝栅、硅栅铝栅、硅栅MOS器件的版图器件的版图硅栅硅栅MOS器件器件铝栅铝栅MOS器件器件•Source/Drain: Photomask (dark field)Clear GlassChromiumCross Section铝栅铝栅MOS工艺掩膜版的说明工艺掩膜版的说明•Gate: Photomask (dark field)Clear GlassChromiumCross Section•Contacts: Photomask (dark field)Clear GlassChromiumCross Section•Metal Interconnects: Photomask (light field)ChromiumClear GlassCross Section硅硅栅硅栅栅硅栅MOS器件器件工工艺艺的的流流程程Process (1)刻刻有有源源区区正胶正胶Process (2)刻多晶硅与自对准掺杂刻多晶硅与自对准掺杂Self-Align DopingProcess (3)刻刻接接触触孔孔、、反刻铝反刻铝 field oxide (FOX)metal-poly insulator thin oxide 3) 铝栅工艺铝栅工艺CMOS反相器版图举例反相器版图举例 图2为铝栅CMOS反相器版图示意图。

可见，为了防止寄生沟道以及p管、n管的相互影响，采用了保护环或隔离环：对n沟器件用p+环包围起来， p沟器件用n+环隔离开，p+、n+环都以反偏形式接到地和电源上，消除两种沟道间漏电的可能 图2 铝栅CMOS反相器版图示意图 版图分解：1.刻P阱2.2. 刻P+区/保护环3. 刻n+区/保护带4. 刻栅、预刻接触孔5. 刻接触孔6. 刻Al 7. 刻纯化孔P+区保护环区保护环n+区区/保护带保护带3版图分解：1. 刻P阱 2. 刻P+区/环3. 刻n+区4. 刻栅、预刻接触孔5. 刻接触孔6. 刻Al 7. 刻纯化孔 4版图分解：1. 刻P阱 2. 刻P+区/环3. 刻n+区4. 刻栅、预刻接触孔5. 刻接触孔6. 刻Al 7. 刻纯化孔 4) 硅栅硅栅MOS版图举例版图举例E/E NMOS反相器反相器 刻有源区 刻多晶硅栅刻NMOS管S、D 刻接触孔 反刻Al 图5 E/E NMOS反相器版图示意图E/D NMOS 反相器 刻有源区刻耗尽注入区刻多晶硅栅刻NMOS管S、D刻接触孔反刻Al 图6 E/D NMOS 反相器版图  制备耗尽型制备耗尽型MOS管管 在MOS集成电路中，有些设计需要采用耗尽型MOS管，这样在MOS工艺过程中必须加一块光刻掩膜版，其目的是使非耗尽型MOS管部分的光刻胶不易被刻蚀，然后通过离子注入和退火、再分布工艺，改变耗尽型MOS管区有源区的表面浓度，使MOS管不需要栅电压就可以开启工作。

然后采用干氧－湿氧－干氧的方法进行场氧制备，其目的是使除有源区部分之外的硅表面生长一层较厚的SiO2层，防止寄生MOS管的形成 硅栅硅栅CMOS与非门版图举例与非门版图举例 刻P阱刻p+环刻n+环刻有源区刻多晶硅栅刻PMOS管S、D刻NMOS管S、D刻接触孔反刻Al 图7 硅栅CMOS与非门版图 8硅栅硅栅P阱阱CMOS反相器版图设计反相器版图设计举举例例5. 刻刻NMOS管管S、、D6. 刻接触孔刻接触孔7. 反刻反刻Al (W/L)p=3(W/L)n1. 刻刻P阱阱2. 刻有源区刻有源区3. 刻多晶硅栅刻多晶硅栅4. 刻刻PMOS管管S、、D1. 刻刻P阱阱2. 刻有源区刻有源区3. 刻多晶硅栅刻多晶硅栅4. 刻刻PMOS管管S、、D5. 刻刻NMOS管管S、、DVDDVoViVss7. 反刻反刻Al6. 刻接触孔刻接触孔VDDViVssVo光刻光刻1与光刻与光刻2套刻套刻光刻光刻2与光刻与光刻3套刻套刻光刻光刻3与光刻与光刻4套刻套刻光刻胶保护光刻胶保护光刻光刻4与光刻与光刻5套刻套刻光刻胶保护光刻胶保护刻刻PMOS管管S、、D刻刻NMOS管管S、、DDDSS光刻光刻5与光刻与光刻6套刻套刻VDDViVssVo光刻光刻6与光刻与光刻7套刻套刻VDDViVDDVoViVssVDDViVssVoViVoT2 W/L=3/1T1 W/L=1/1PolyDiffAlconP阱ViVssVoVDD5) P阱硅栅单层铝布线阱硅栅单层铝布线CMOS的工艺过程的工艺过程 下面以光刻掩膜版为基准，先描述一个P阱硅栅单层铝布线CMOS集成电路的工艺过程的主要步骤，用以说明如何在CMOS工艺线上制造CMOS集成电路。

见教材第（见教材第7--9页，图）页，图）CMOS集成电路工艺集成电路工艺--以以P阱硅栅阱硅栅CMOS为例为例•1、光刻、光刻I---阱区光刻，刻出阱区注入孔阱区光刻，刻出阱区注入孔 N-SiSiO2•2、阱区注入及推进，形成阱区、阱区注入及推进，形成阱区N-subP-well•3、去除、去除SiO2，，长薄氧，长长薄氧，长Si3N4N-subP-wellSi3N4薄氧薄氧。