集成電路制造課件

半導(dǎo)體集成電路專業(yè)：電子、微電時(shí)間：秋季學(xué)期2/6/20231集成電路的基本概念半導(dǎo)體集成電路的分類

半導(dǎo)體集成電路的幾個(gè)重要概念上節(jié)課內(nèi)容要點(diǎn)2/6/20232內(nèi)容概述集成電路雙極型集成電路MOS集成電路按器件類型分按集成度分SSI（100以下個(gè)等效門）MSI（<103個(gè)等效門）LSI（<104個(gè)等效門）VLSI（>104個(gè)以上等效門）TTL、ECLI2L等PMOSNMOSCMOS集成度、工作頻率、電源電壓、特征尺寸、硅片直徑按信號(hào)類型分模擬集成電路數(shù)字集成電路BiCMOS集成電路數(shù)?；旌霞呻娐?/6/20233第一章集成電路制造工藝2/6/20235雙極集成電路的基本制造工藝雙極集成電路中的元件結(jié)構(gòu)雙極集成電路的基本工藝MOS集成電路的基本制造工藝MOS集成電路中的元件結(jié)構(gòu)MOS集成電路的基本工藝BiCMOS工藝內(nèi)容提要2/6/20236本節(jié)課內(nèi)容雙極集成電路的基本工藝雙極集成電路中元件結(jié)構(gòu)2/6/202371.二極管（PN結(jié)）雙極集成電路的基本元素np2/6/202392.雙極型晶體管雙極集成電路的基本元素pnpB端E端C端ECBnpnB端E端C端CBENPNBECPNPBEC2/6/202310CBENPNBEC?BECnpN+BEC2/6/202311BECpnBECpnnn雙極集成電路中元件的隔離介質(zhì)隔離PN隔離BECpn+nBECpnn+n+n+n+n+P-SiP+P+P+S2/6/202313§1.1.2雙極集成電路元件的形成過(guò)程、結(jié)構(gòu)和寄生效應(yīng)BECpn+n-epin+P-SiP+P+S四層三結(jié)結(jié)構(gòu)的雙極晶體管發(fā)射區(qū)(N+型)基區(qū)(P型)集電區(qū)(N型外延層)襯底(P型)雙極集成電路元件斷面圖n+-BL2/6/202314雙極集成電路等效電路CBEpn+n-epin+n+-BLP-SiP+P+SC(n)B(p)E(n+)npnpnpS(p)等效電路隱埋層作用：1.減小寄生pnp管的影響2.減小集電極串聯(lián)電阻襯底接最低電位2/6/202315典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過(guò)程2:第一次光刻----N+隱埋層擴(kuò)散孔光刻CBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BL

P-Si襯底N+隱埋層2/6/202317具體步驟如下：1．生長(zhǎng)二氧化硅（濕法氧化）：Si(固體)+2H2OSiO2（固體）+2H2

Si-襯底

SiO22/6/2023182．隱埋層光刻：涂膠腌膜對(duì)準(zhǔn)曝光光源顯影2/6/202319P-SiTepiCBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BLTepi典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過(guò)程3:外延層主要設(shè)計(jì)參數(shù)外延層的電阻率ρ;外延層的厚度Tepi;AA’Tepi>xjc+xmc+TBL-up+tepi-ox后道工序生成氧化層消耗的外延厚度基區(qū)擴(kuò)散結(jié)深TBL-uptepi-oxxmcxjc集電結(jié)耗盡區(qū)寬度隱埋層上推距離TTL電路：3～7μm模擬電路：7～17μm2/6/202321典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過(guò)程4:第二次光刻----P隔離擴(kuò)散孔光刻P-SiTepiCBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BLTepi2/6/202322典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過(guò)程5:第三次光刻----P型基區(qū)擴(kuò)散孔光刻CBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BL2/6/202323典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過(guò)程7:第五次光刻----引線孔光刻CBEpn+n-epin+P-SiP+P+Sn+-BL2/6/202325典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過(guò)程8:鋁淀積2/6/202326典型PN結(jié)隔離雙極集成電路中元件的形成過(guò)程9:第六次光刻----反刻鋁2/6/202327BECpn+n-epin+P+P+SP-Sin+-BL為了減小集電極串聯(lián)電阻,飽和壓降小，電阻率應(yīng)取小.為了減小結(jié)電容,擊穿電壓高，外延層下推小,電阻率應(yīng)取大;折中TTL電路：0.2Ω.cm模擬電路：0.5～5Ω.cm2/6/202329CBECSP+隔離擴(kuò)散P基區(qū)擴(kuò)散N+擴(kuò)散接觸孔鋁線隱埋層AA’BB’CC’作業(yè):

1.畫出NPN晶體管的版圖，并標(biāo)注各區(qū)域的摻雜類型（直接在圖上標(biāo)）,寫出實(shí)現(xiàn)該NPN