CMOS工藝基礎(chǔ)知識PPT課件

1、.,1,CMOS工藝基礎(chǔ)知識,張俠,.,2,CMOS工藝基礎(chǔ)知識,MOS（metal oxide semiconductor金屬氧化物半導(dǎo)體），按制程可以分為： Pmos:在MOS制程技術(shù)中是最簡單，所以被應(yīng)用的最早。是利用空穴來導(dǎo)電，速度較慢。 Nmos:利用電子來做傳導(dǎo)的工作，因為電子的漂移速度約為空穴的二至三倍，因此在相同的條件下，nMOS制程的電路可以工作得比pMOS快。 Cmos：同時包含了nMOS和pMOS，因此制程技術(shù)變得較為復(fù)雜。通常在CMOS電路中成對的包含nMOS和pMOS晶體管，在穩(wěn)態(tài)時只有一組晶體管能夠?qū)ǎ钥梢哉f沒有靜態(tài)功率消耗（statIC power）,是目前

2、最省功率的一種電路，現(xiàn)今流行的技術(shù)之一。,.,3,CMOS工藝基礎(chǔ)知識,幾個常見的名詞： Wafer晶圓 Diffusion（active）擴散、有源區(qū) Implant植入、注入 Poly多晶硅 Substrate襯底 well井 Diode二極管 Bipolar三極管 Resistor電阻 capacitor電容 Source源極 gate 柵極 Drain 漏極 pin引腳,IDM大型垂直型企業(yè) Foundry晶圓代工廠 Fabless 沒有制造廠的設(shè)計公司,.,4,CMOS工藝基礎(chǔ)知識,PMOS的基本結(jié)構(gòu)圖：,PMOS：是通過擴散或離子注入在N阱中摻入3價離子（如硼B(yǎng)鋁Al）制作出P型區(qū)

3、，分別叫源極和漏極，同時在源漏之間的氧化層上制作一個金屬電極（或者是導(dǎo)電的多晶硅）-柵極，這樣就得到一個PMOS管。,.,5,CMOS工藝基礎(chǔ)知識,.,6,CMOS工藝基礎(chǔ)知識,NMOS的基本結(jié)構(gòu)圖：,NMOS：是通過擴散、離子注入等方法在P型襯底上摻入5價離子（如磷P、砷As）制作出兩個N型區(qū)，分別叫源極和漏極，同時在源漏之間的氧化層上制作一個金屬電極（或者是導(dǎo)電的多晶硅）-柵極，這樣就得到一個NMOS管。,.,7,CMOS工藝基礎(chǔ)知識,.,8,CMOS工藝基礎(chǔ)知識,CMOS反相器基本結(jié)構(gòu)圖：,CMOS（Complementary 互補式mos）簡單來說，CMOS電路就是在同一個基體上建立p

4、mos和nmos來達成一個邏輯電路，具有相當(dāng)高的輸入阻抗，低功率消耗。,.,9,CMOS工藝基礎(chǔ)知識,.,10,CMOS工藝基礎(chǔ)知識,以一個Nwell制程的CMOS反相器為例，看其制造的工藝步驟： 制作Nwell： 1、氧化：在P型硅襯底芯片上生長一層SIO2。 2、光刻：按照光刻版圖在氧化層上刻出進行N阱摻雜的窗口。 3、N阱摻雜(摻雜P元素）。 生長場氧： 1、淀積氮化硅層：N阱生成后，應(yīng)先除去硅片表面的氧化層。然后從新生長一薄層氧化層，并在其上淀積一層薄氮化硅。 2、光刻：按版圖進行有源區(qū)光刻，并將有源區(qū)的氧化層和氮化硅層保留。其余去除。 3、氧化層生長：在沒有氧化層和氮化硅層保護的區(qū)域

5、，生長一層較厚的氧化層。,.,11,CMOS工藝基礎(chǔ)知識,以一個Nwell制程的CMOS反相器為例，看其制造的工藝步驟： 制作柵極： 1、生長柵氧化層：去除掉有源區(qū)上的氧化層和氮化硅層后，生長一層高質(zhì)量的薄氧化層作為柵氧化層。 2、在柵氧化層上淀積一層作為柵電極材料的多晶硅。 3、光刻：光刻多晶硅。只保留作柵電極以及其互連作用的多晶硅。 制作PMOS： 1、光刻：按照版圖刻出P溝道MOS晶體管源漏區(qū)摻雜的窗口。 2、摻雜：通過光刻窗口摻入P型雜質(zhì)。這時光刻窗口中的多晶硅對摻雜起到“掩?！钡淖饔茫识嗑Ч柘路降膮^(qū)域未摻入雜質(zhì)。,.,12,CMOS工藝基礎(chǔ)知識,以一個Nwell制程的CMOS反相器為例，看其制造的工藝步驟： 制作NMOS：1、光刻：去除P溝道MOS管摻雜時用的光刻膠后按版圖刻出N溝道MOS晶體管源漏區(qū)摻雜的窗口。 2、摻雜：通過光刻窗口摻入N型雜質(zhì)。這時窗口中多晶硅下方的區(qū)域亦未摻入雜質(zhì)，即是NMOS晶體管的溝道。 反相器的金屬互連線：1、打過孔：先生長一層氧化層，根據(jù)過孔的版圖刻蝕氧化層，顯出過孔的位置 2、采用蒸發(fā)或濺射工藝在芯片表面淀積金屬層 3、光刻：按