半導(dǎo)體集成電路上節(jié)課內(nèi)容要點雙極集成電路的基本工藝雙極集成電路中元件結(jié)構(gòu)2025/3/13pn+n-epin+P-Sin+-BLCBESP+P+雙極集成電路的基本工藝2025/3/13P-SiTepiCBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BLTepiAA’TBL-uptepi-oxxmcxjc四層三結(jié)結(jié)構(gòu)的雙極晶體管雙極集成電路中元件結(jié)構(gòu)2025/3/13ECB相關(guān)知識點隱埋層的作用、電隔離的概念、寄生晶體管本節(jié)課內(nèi)容

MOS集成電路的工藝

P阱CMOS工藝

BiCMOS集成電路的工藝

N阱CMOS工藝雙阱CMOS工藝2025/3/13MOS晶體管的動作

MOS晶體管實質(zhì)上是一種使電流時而流過，時而切斷的開關(guān)n+n+P型硅基板柵極（金屬）絕緣層（SiO2）半導(dǎo)體基板漏極源極N溝MOS晶體管的基本結(jié)構(gòu)源極(S)漏極(D)柵極(G)MOSFET的基本結(jié)構(gòu)2025/3/13siliconsubstratesourcedraingateoxideoxidetopnitridemetalconnectiontosourcemetalconnectiontogatemetalconnectiontodrainpolysilicongatedopedsiliconfieldoxidegateoxideMOS晶體管的立體結(jié)構(gòu)2025/3/13在硅襯底上制作MOS晶體管siliconsubstrate2025/3/13siliconsubstrateoxidefieldoxide2025/3/13siliconsubstrateoxidephotoresist2025/3/13ShadowonphotoresistphotoresistExposedareaofphotoresistChromeplatedglassmaskUltravioletLightsiliconsubstrateoxide2025/3/13非感光區(qū)域siliconsubstrate感光區(qū)域oxidephotoresist2025/3/13Shadowonphotoresistsiliconsubstrateoxidephotoresistphotoresist顯影2025/3/13siliconsubstrateoxideoxidesiliconsubstratephotoresist腐蝕2025/3/13siliconsubstrateoxideoxidesiliconsubstratefieldoxide去膠2025/3/13siliconsubstrateoxideoxidegateoxidethinoxidelayer2025/3/13siliconsubstrateoxideoxidepolysilicongateoxide2025/3/13siliconsubstrateoxideoxidegategateultra-thingateoxidepolysilicongate2025/3/13siliconsubstrateoxideoxidegategatephotoresistScanningdirectionofionbeamimplantedionsinactiveregionoftransistorsImplantedionsinphotoresisttoberemovedduringresiststrip.sourcedrainionbeam2025/3/13siliconsubstrateoxideoxidegategatesourcedraindopedsilicon2025/3/13自對準(zhǔn)工藝在有源區(qū)上覆蓋一層薄氧化層淀積多晶硅，用多晶硅柵極版圖刻蝕多晶硅以多晶硅柵極圖形為掩膜板，刻蝕氧化膜離子注入2025/3/13siliconsubstratesourcedraingate2025/3/13siliconsubstrategatecontactholesdrainsource2025/3/13siliconsubstrategatecontactholesdrainsource2025/3/13完整的簡單MOS晶體管結(jié)構(gòu)siliconsubstratesourcedraingateoxideoxidetopnitridemetalconnectiontosourcemetalconnectiontogatemetalconnectiontodrainpolysilicongatedopedsiliconfieldoxidegateoxide2025/3/13CMOSFETP型sisubn+gateoxiden+gateoxideoxidep+p+2025/3/13主要的CMOS工藝VDDP阱工藝N阱工藝雙阱工藝P-P+P+N+N+P+N+VSSVOUTVINVDDN-P+P+N+N+P+N+VSSVOUTVINVDDP-P+P+N+N+P+N+VSSVOUTVINN-SiP-SiN-I-SiN+-Si2025/3/13掩膜1：P阱光刻P-wellP-well

N+

N+

P+

P+

N+

P+N-SiP2025/3/13具體步驟如下：1．生長二氧化硅（濕法氧化）：Si(固體)+2H2OSiO2（固體）+2H22025/3/13氧化2025/3/132．P阱光刻：涂膠腌膜對準(zhǔn)曝光光源顯影2025/3/132025/3/13硼摻雜（離子注入）刻蝕（等離子體刻蝕）去膠P+去除氧化膜P-well3．P阱摻雜：2025/3/132025/3/13離子源高壓電源電流積分器離子束2025/3/13掩膜2：光刻有源區(qū)有源區(qū)：nMOS、PMOS

晶體管形成的區(qū)域P+N+N+P+N-SiP-wellP-wellP-well淀積氮化硅光刻有源區(qū)場區(qū)氧化去除有源區(qū)氮化硅及二氧化硅SiO2隔離島2025/3/13有源區(qū)depositednitridelayer有源區(qū)光刻板N型p型MOS制作區(qū)域(漏-柵-源)2025/3/13P-well1.淀積氮化硅：氧化膜生長（濕法氧化）P-well氮化膜生長P-well涂膠P-well對版曝光有源區(qū)光刻板2.光刻有源區(qū)：2025/3/13P-well顯影P-well氮化硅刻蝕去膠3.場區(qū)氧化：P-well場區(qū)氧化（濕法氧化）P-well去除氮化硅薄膜及有源區(qū)SiO22025/3/13掩膜3：光刻多晶硅P-well去除氮化硅薄膜及有源區(qū)SiO2P-wellP+N+N+P+N-SiP-well柵極氧化膜多晶硅柵極生長柵極氧化膜淀積多晶硅光刻多晶硅2025/3/13P-well生長柵極氧化膜P-well淀積多晶硅P-well涂膠光刻多晶硅光刻板P-well多晶硅刻蝕2025/3/13掩膜4

：P+區(qū)光刻

1、P+區(qū)光刻

2、離子注入B+，柵區(qū)有多晶硅做掩蔽，稱為硅柵自對準(zhǔn)工藝。

3、去膠P-wellP+N+N+P+N-SiP-wellP-wellP+P+2025/3/13P-wellP+P-wellP+P+硼離子注入去膠2025/3/13掩膜5

：N+區(qū)光刻

1、N+區(qū)光刻

2、離子注入P+，柵區(qū)有多晶硅做掩蔽，稱為硅柵自對準(zhǔn)工藝。

3、去膠P-wellP+N+N+P+N-SiP-wellP-wellP+P+N+N+2025/3/13P-wellN+P-wellP+P+磷離子注入去膠P+P+N+N+2025/3/13掩膜6

：光刻接觸孔1、淀積PSG.2、光刻接觸孔3、刻蝕接觸孔P-wellP+N+N+P+N-SiP-wellP-wellP+P+N+N+磷硅玻璃（PSG)2025/3/13掩膜6

：光刻接觸孔P-wellP+P+N+N+淀積PSGP-wellP+P+N+N+光刻接觸孔P-wellP+P+N+N+刻蝕接觸孔P-wellP+P+N+N+去膠2025/3/132025/3/13掩膜7

：光刻鋁線1、淀積鋁.2、光刻鋁3、去膠P-wellP-wellP+P+N+N+2025/3/13P-wellP+P+N+N+鋁線PSG場氧柵極氧化膜P+區(qū)P-wellN-型硅極板多晶硅N+區(qū)2025/3/13Example:Intel0.25micronProcess5metallayersTi/Al-Cu/Ti/TiNPolysilicondielectric2025/3/13InterconnectImpactonChip2025/3/13掩膜8

：刻鈍化孔CircuitPADCHIP雙阱標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝P+p-epipwellnwellp+n+gateoxideAl(Cu)tungstenSiO2SiO2TiSi2fieldoxide增加器件密度防止寄生晶體管效應(yīng)（閂鎖效應(yīng)）p-epiP阱n+STITiSi2STI深亞微米CMOS晶體管結(jié)構(gòu)STISTISTIN阱n-n+n-p+p-p+p-源/漏擴展區(qū)淺槽隔離側(cè)墻多晶硅硅化物2025/3/13功耗驅(qū)動能力CMOS雙極型Bi-CMOSBiCMOS集成電路工藝2025/3/13BiCMOS工藝分類以CMOS工藝為基礎(chǔ)的BiCMOS工藝以雙極工藝為基礎(chǔ)的BiCMOS工藝。2025/3/13以P阱CMOS工藝為基礎(chǔ)的BiCMOS工藝NPN晶體管電流增益?。患姌O的串聯(lián)電阻很大;NPN管C極只能接固定電位，從而限制了NPN管的使用2025/3/13以N阱CMOS工藝為基礎(chǔ)的BiCMOS工藝NPN具有較薄的基區(qū)，提高了其性能；N阱使得NPN管C極與襯底隔開，可根據(jù)電路需要接電位集電極串聯(lián)電阻還是太大，影響雙極器件的驅(qū)動能力在現(xiàn)有N阱CMOS工藝上增加一塊掩膜板2025/3/13

以N阱CMOS工藝為基礎(chǔ)的改進(jìn)BiCMOS工藝使NPN管的集電極串聯(lián)電阻減小5

6倍；使CMOS器件的抗閂鎖性能大大提高2025/3/13三、后部封裝（在另外廠房）（1）背面減?。?）切片（3）粘片（4）壓焊：金絲球焊（5）切筋（6）整形（7）所封（8）沾錫：保證管腳的電學(xué)接觸（9）老化（10）成測（11）打印、包裝2025/3/13金絲劈加熱壓焊2025/3/13三、后部封裝（在另外廠房）2025/3/132025/3/13作業(yè)：1.課本P14，1.2題2.下圖是NMOS晶體管的立體結(jié)構(gòu)圖，請標(biāo)出各區(qū)域名稱及摻雜類型，并畫出這個器件的版圖（包括接觸孔和金屬線）。3.名詞解釋：MOSNMOSPMOSCMOS場氧、有源區(qū)、硅柵自對準(zhǔn)工藝9、春去春又回，新桃換舊符。在那桃花盛開的地方，在這醉人芬芳的季節(jié)，愿你生活像春天一樣陽光，心情像桃花一樣美麗，日子像桃子一樣甜蜜。3月-253月-25Thursday,March13,202510、人的志向通常和他們的能力成正比例。14:39:1314:39:1314:393/13/20252:39:13PM11、夫?qū)W須志也，才須學(xué)也，非學(xué)無以廣才，非志無以成學(xué)。3月-2514:39:1314:39Mar-2513-Mar-2512、越是無能的人，越喜歡挑剔別人的錯兒。14:39