【10】第十章工艺集成.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《【10】第十章工艺集成.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《【10】第十章工艺集成.ppt(90页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第十章:工艺集成10.1 引引 言言n n 工艺集成工艺集成工艺集成工艺集成 前面第二九章分别介绍了氧化、扩散、沉积、前面第二九章分别介绍了氧化、扩散、沉积、前面第二九章分别介绍了氧化、扩散、沉积、前面第二九章分别介绍了氧化、扩散、沉积、光刻、刻蚀、离子注入、蒸发与溅射以及化学机光刻、刻蚀、离子注入、蒸发与溅射以及化学机光刻、刻蚀、离子注入、蒸发与溅射以及化学机光刻、刻蚀、离子注入、蒸发与溅射以及化学机 械抛光,这些都是单项工艺,这些单项工艺的组械抛光,这些都是单项工艺,这些单项工艺的组械抛光,这些都是单项工艺,这些单项工艺的组械抛光,这些都是单项工艺,这些单项工艺的组 合称为合称为合称为合称
2、为工艺集成工艺集成工艺集成工艺集成。n n不同的单项工艺集成或单项工艺组合形成了各种不同的单项工艺集成或单项工艺组合形成了各种不同的单项工艺集成或单项工艺组合形成了各种不同的单项工艺集成或单项工艺组合形成了各种集成电路制造技术。集成电路制造技术。集成电路制造技术。集成电路制造技术。n n 本章介绍两种集成电路制造技术本章介绍两种集成电路制造技术本章介绍两种集成电路制造技术本章介绍两种集成电路制造技术1.1.早期基本的早期基本的早期基本的早期基本的3.0m CMOS3.0m CMOS集成电路工艺技术集成电路工艺技术集成电路工艺技术集成电路工艺技术2.2.现代先进的现代先进的现代先进的现代先进的0
3、.18m CMOS0.18m CMOS集成电路工艺技术集成电路工艺技术集成电路工艺技术集成电路工艺技术n n 硅片制造厂的分区硅片制造厂的分区硅片制造厂的分区硅片制造厂的分区 硅片制造厂分成硅片制造厂分成硅片制造厂分成硅片制造厂分成6 6个独立的生产区:个独立的生产区:个独立的生产区:个独立的生产区:扩散扩散扩散扩散(包括(包括(包括(包括 氧化、氧化、氧化、氧化、LPCVDLPCVD、热掺杂等高温工艺)、热掺杂等高温工艺)、热掺杂等高温工艺)、热掺杂等高温工艺)、光刻、光刻、光刻、光刻、刻蚀、薄膜刻蚀、薄膜刻蚀、薄膜刻蚀、薄膜(包括(包括(包括(包括APCVDAPCVD、PECVDPECVD
4、、溅射、溅射、溅射、溅射 等)、等)、等)、等)、离子注入离子注入离子注入离子注入和和和和抛光抛光抛光抛光(CMPCMP)。)。)。)。n n硅片制造厂的分区硅片制造厂的分区硅片制造厂的分区硅片制造厂的分区 亚微米亚微米CMOS IC 制造厂典型的硅片流程模型制造厂典型的硅片流程模型 7 7大工艺步骤:大工艺步骤:大工艺步骤:大工艺步骤:1.1.双阱工艺双阱工艺双阱工艺双阱工艺 2.LOCOS2.LOCOS隔离工艺隔离工艺隔离工艺隔离工艺 3.3.多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺 4.4.源源源源/漏(漏(漏(漏(S/DS/D)注入工艺)注入工艺)注入工艺)注入
5、工艺 5.5.金属互连的形成金属互连的形成金属互连的形成金属互连的形成 6.6.制作压点及合金制作压点及合金制作压点及合金制作压点及合金 7.7.参数测试参数测试参数测试参数测试10.2 10.2 早期基本的早期基本的早期基本的早期基本的3.0m CMOS3.0m CMOS集成电路工艺技术集成电路工艺技术集成电路工艺技术集成电路工艺技术10.2 10.2 早期基本的早期基本的早期基本的早期基本的3.0m CMOS3.0m CMOS集成电路工艺技术集成电路工艺技术集成电路工艺技术集成电路工艺技术 工艺流程:工艺流程:工艺流程:工艺流程:1.1.双阱工艺双阱工艺双阱工艺双阱工艺备片备片备片备片初氧
6、氧化初氧氧化初氧氧化初氧氧化光刻光刻光刻光刻NN阱区阱区阱区阱区NN阱磷注入阱磷注入阱磷注入阱磷注入刻蚀初氧层刻蚀初氧层刻蚀初氧层刻蚀初氧层光光光光刻刻刻刻P P阱区阱区阱区阱区P P阱硼注入阱硼注入阱硼注入阱硼注入阱推进阱推进阱推进阱推进2.LOCOS2.LOCOS隔离工艺隔离工艺隔离工艺隔离工艺垫氧氧化垫氧氧化垫氧氧化垫氧氧化氮化硅沉积氮化硅沉积氮化硅沉积氮化硅沉积光刻有源区光刻有源区光刻有源区光刻有源区光刻光刻光刻光刻NMOSNMOS管场区管场区管场区管场区NNMOSMOS管场区硼注入管场区硼注入管场区硼注入管场区硼注入场区选择氧化场区选择氧化场区选择氧化场区选择氧化3.3.多晶硅栅结构
7、工艺多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺去除氮化硅去除氮化硅去除氮化硅去除氮化硅栅氧化栅氧化栅氧化栅氧化多晶硅沉积多晶硅沉积多晶硅沉积多晶硅沉积多晶掺磷多晶掺磷多晶掺磷多晶掺磷光刻多晶硅光刻多晶硅光刻多晶硅光刻多晶硅n n工艺流程(续):工艺流程(续):工艺流程(续):工艺流程(续):4.4.源源源源/漏(漏(漏(漏(S/DS/D)注入工艺)注入工艺)注入工艺)注入工艺光刻光刻光刻光刻NMOSNMOS管源漏区管源漏区管源漏区管源漏区NMOSNMOS管源漏区磷注入管源漏区磷注入管源漏区磷注入管源漏区磷注入光刻光刻光刻光刻PMOSPMOS管源漏区管源漏区管源漏区管源漏区PMOSPMOS
8、管源漏硼注入管源漏硼注入管源漏硼注入管源漏硼注入5.5.金属互连的形成金属互连的形成金属互连的形成金属互连的形成BPSGBPSG沉积沉积沉积沉积回流回流回流回流/增密增密增密增密光刻接触孔光刻接触孔光刻接触孔光刻接触孔溅射溅射溅射溅射SiSi-Al-Cu-Al-Cu光刻光刻光刻光刻金属互连金属互连金属互连金属互连6.6.制作压点及合金制作压点及合金制作压点及合金制作压点及合金钝化钝化钝化钝化光刻压焊窗口光刻压焊窗口光刻压焊窗口光刻压焊窗口合金合金合金合金7.7.参数测试参数测试参数测试参数测试备片:备片:备片:备片:P P型硅单晶、单面抛光片、晶向型硅单晶、单面抛光片、晶向型硅单晶、单面抛光片
9、、晶向型硅单晶、单面抛光片、晶向100100、电阻率电阻率电阻率电阻率20.cm20.cm、100mm100mm、片厚、片厚、片厚、片厚525m525m初氧氧化:初氧氧化:初氧氧化:初氧氧化:工艺目的:制作阱注入的缓冲层工艺目的:制作阱注入的缓冲层工艺目的:制作阱注入的缓冲层工艺目的:制作阱注入的缓冲层 工艺方法:干氧氧化工艺方法:干氧氧化工艺方法:干氧氧化工艺方法:干氧氧化 工艺要求:厚度工艺要求:厚度工艺要求:厚度工艺要求:厚度100nm100nm左右左右左右左右1.1.1.1.双阱工艺双阱工艺双阱工艺双阱工艺光刻光刻光刻光刻 NN阱区阱区阱区阱区 工艺目的:定义工艺目的:定义工艺目的:定
10、义工艺目的:定义PMOSPMOS管的管的管的管的NN阱区域阱区域阱区域阱区域 工工工工艺艺艺艺方方方方法法法法:光光光光刻刻刻刻7 7步步步步骤骤骤骤(HMDSHMDS气气气气相相相相成成成成底底底底膜膜膜膜、涂涂涂涂胶胶胶胶、软烘、对准曝光、显影、坚膜、检查)软烘、对准曝光、显影、坚膜、检查)软烘、对准曝光、显影、坚膜、检查)软烘、对准曝光、显影、坚膜、检查)工艺要求:边缘整齐、无针孔、无小岛工艺要求:边缘整齐、无针孔、无小岛工艺要求:边缘整齐、无针孔、无小岛工艺要求:边缘整齐、无针孔、无小岛NN阱磷注入阱磷注入阱磷注入阱磷注入 注入能量:注入能量:注入能量:注入能量:120KEV 120K
11、EV ;注;注;注;注入剂量:入剂量:2.0E131.1.1.1.双阱工艺双阱工艺双阱工艺双阱工艺刻蚀初氧层:湿法腐蚀、湿法去胶刻蚀初氧层:湿法腐蚀、湿法去胶刻蚀初氧层:湿法腐蚀、湿法去胶刻蚀初氧层:湿法腐蚀、湿法去胶光刻光刻光刻光刻P P阱区:同阱区:同阱区:同阱区:同NN阱光刻阱光刻阱光刻阱光刻P P阱区硼注入:能量:阱区硼注入:能量:阱区硼注入:能量:阱区硼注入:能量:100KEV 100KEV ;剂量:剂量:3.0E131.1.1.1.双阱工艺双阱工艺双阱工艺双阱工艺阱推进阱推进阱推进阱推进 工艺目的:形成符合要求的阱杂质浓度分布工艺目的:形成符合要求的阱杂质浓度分布工艺目的:形成符合
12、要求的阱杂质浓度分布工艺目的:形成符合要求的阱杂质浓度分布 工艺方法:高温(工艺方法:高温(工艺方法:高温(工艺方法:高温(N2N2O2O2)气氛)气氛)气氛)气氛 工艺要求:工艺要求:工艺要求:工艺要求:NN阱阱阱阱RR 1000/1000/左右左右左右左右 P P阱阱阱阱RR 2500/2500/左右左右左右左右 XjXj 4.0m4.0m左右左右左右左右1.1.1.1.双阱工艺双阱工艺双阱工艺双阱工艺阱的作用:阱的作用:阱的作用:阱的作用:使使使使PMOSPMOS和和和和NMOSNMOS管的阈值电压满足要求;管的阈值电压满足要求;管的阈值电压满足要求;管的阈值电压满足要求;减小寄生的闭锁
13、效应;减小寄生的闭锁效应;减小寄生的闭锁效应;减小寄生的闭锁效应;PMOSPMOS管管管管做做做做在在在在NN阱阱阱阱里里里里,NMOSNMOS管管管管做做做做在在在在P P阱阱阱阱里里里里,用用用用NN阱阱阱阱-衬衬衬衬底底底底PNPN结结结结的的的的反反反反偏偏偏偏实实实实现现现现PMOSPMOS管管管管和和和和NMOSNMOS管管管管之之之之间的电气隔离。间的电气隔离。间的电气隔离。间的电气隔离。1.1.1.1.双阱工艺双阱工艺双阱工艺双阱工艺n nNN阱光刻版图及阱光刻版图及阱光刻版图及阱光刻版图及NN阱剖面图阱剖面图阱剖面图阱剖面图1.1.1.1.双阱工艺双阱工艺双阱工艺双阱工艺n
14、nP P阱光刻版图及阱光刻版图及阱光刻版图及阱光刻版图及P P阱剖面图阱剖面图阱剖面图阱剖面图1.1.1.1.双阱工艺双阱工艺双阱工艺双阱工艺垫氧氧化垫氧氧化垫氧氧化垫氧氧化 工艺目的:减小氮化硅与硅之间的应力。工艺目的:减小氮化硅与硅之间的应力。工艺目的:减小氮化硅与硅之间的应力。工艺目的:减小氮化硅与硅之间的应力。工艺方法:去除硅片上的所有氧化层、清洗、干工艺方法:去除硅片上的所有氧化层、清洗、干工艺方法:去除硅片上的所有氧化层、清洗、干工艺方法:去除硅片上的所有氧化层、清洗、干 氧氧化。氧氧化。氧氧化。氧氧化。工艺要求:厚度工艺要求:厚度工艺要求:厚度工艺要求:厚度toxtox 50nm
15、50nm左右左右左右左右氮化硅沉积:工艺目的:做后续选择氧化的掩蔽氮化硅沉积:工艺目的:做后续选择氧化的掩蔽氮化硅沉积:工艺目的:做后续选择氧化的掩蔽氮化硅沉积:工艺目的:做后续选择氧化的掩蔽层。工艺方法:层。工艺方法:层。工艺方法:层。工艺方法:LPCVDLPCVD。工艺要求:厚度。工艺要求:厚度。工艺要求:厚度。工艺要求:厚度170nm170nm左右。左右。左右。左右。2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS隔离工艺隔离工艺隔离工艺隔离工艺光刻有源区光刻有源区光刻有源区光刻有源区 工艺目的:定义工艺目的:定义工艺目的:定义工艺目的:定义NMOSNMOS管和管和管和管和PMO
16、SPMOS管的有源区管的有源区管的有源区管的有源区 工艺方法:光刻工艺方法:光刻工艺方法:光刻工艺方法:光刻7 7步骤、干法步骤、干法步骤、干法步骤、干法RIERIE刻蚀氮化硅、湿刻蚀氮化硅、湿刻蚀氮化硅、湿刻蚀氮化硅、湿法去胶。法去胶。法去胶。法去胶。工艺要求:同工艺要求:同工艺要求:同工艺要求:同NN阱光刻阱光刻阱光刻阱光刻2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS隔离工艺隔离工艺隔离工艺隔离工艺n n有源区光刻版图及器件剖面图有源区光刻版图及器件剖面图有源区光刻版图及器件剖面图有源区光刻版图及器件剖面图2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS隔离工艺隔离工艺
17、隔离工艺隔离工艺光刻光刻光刻光刻NN管场区(用管场区(用管场区(用管场区(用P P阱版)阱版)阱版)阱版)工艺目的:定义工艺目的:定义工艺目的:定义工艺目的:定义NMOSNMOS管场区,并为场区注入提管场区,并为场区注入提管场区,并为场区注入提管场区,并为场区注入提 供光刻胶阻挡层。供光刻胶阻挡层。供光刻胶阻挡层。供光刻胶阻挡层。工艺方法:光刻工艺方法:光刻工艺方法:光刻工艺方法:光刻7 7步骤、不刻蚀、不去胶。步骤、不刻蚀、不去胶。步骤、不刻蚀、不去胶。步骤、不刻蚀、不去胶。工艺要求:同工艺要求:同工艺要求:同工艺要求:同NN阱光刻阱光刻阱光刻阱光刻2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS
18、2.LOCOS隔离工艺隔离工艺隔离工艺隔离工艺n nNMOSNMOS管场区光刻版图及剖面图管场区光刻版图及剖面图管场区光刻版图及剖面图管场区光刻版图及剖面图2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS隔离工艺隔离工艺隔离工艺隔离工艺NMOSNMOS管场区硼注入:能量管场区硼注入:能量管场区硼注入:能量管场区硼注入:能量40KEV40KEV,剂量,剂量,剂量,剂量5E135E13 工艺目的工艺目的工艺目的工艺目的:场区注入适当浓度的硼以提高:场区注入适当浓度的硼以提高:场区注入适当浓度的硼以提高:场区注入适当浓度的硼以提高NMOSNMOS管场开启电压,增强管场开启电压,增强管场开启电
19、压,增强管场开启电压,增强NMOSNMOS管之间的场隔离能力。管之间的场隔离能力。管之间的场隔离能力。管之间的场隔离能力。注意注意注意注意:氮化硅阻挡硼注入防止有源区被掺杂。:氮化硅阻挡硼注入防止有源区被掺杂。:氮化硅阻挡硼注入防止有源区被掺杂。:氮化硅阻挡硼注入防止有源区被掺杂。2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS隔离工艺隔离工艺隔离工艺隔离工艺场区选择氧化(局域氧化场区选择氧化(局域氧化场区选择氧化(局域氧化场区选择氧化(局域氧化LOCOSLOCOS)工艺目的:工艺目的:工艺目的:工艺目的:提高提高提高提高NMOSNMOS管和管和管和管和PMOSPMOS管的场开启电压管
20、的场开启电压管的场开启电压管的场开启电压 以在以在以在以在NN管与管与管与管与NN管之间和管之间和管之间和管之间和P P管与管与管与管与P P管之间实现良好的电管之间实现良好的电管之间实现良好的电管之间实现良好的电气气气气 隔离。隔离。隔离。隔离。工艺方法:去胶、清洗,(干工艺方法:去胶、清洗,(干工艺方法:去胶、清洗,(干工艺方法:去胶、清洗,(干 湿干)高温氧化湿干)高温氧化湿干)高温氧化湿干)高温氧化 工艺要求:场氧厚度工艺要求:场氧厚度工艺要求:场氧厚度工艺要求:场氧厚度800nm800nm左右左右左右左右2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS隔离工艺隔离工艺隔离工艺
21、隔离工艺n n实际的实际的实际的实际的LOCOSLOCOS剖面图剖面图剖面图剖面图2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS2.LOCOS隔离工艺隔离工艺隔离工艺隔离工艺n nLOCOSLOCOS隔离原理:隔离原理:隔离原理:隔离原理:通过通过通过通过NMOSNMOS场区的硼注入及场区选择氧化,增加场区的硼注入及场区选择氧化,增加场区的硼注入及场区选择氧化,增加场区的硼注入及场区选择氧化,增加场区的表面掺杂浓度及场区氧化层厚度,从而提场区的表面掺杂浓度及场区氧化层厚度,从而提场区的表面掺杂浓度及场区氧化层厚度,从而提场区的表面掺杂浓度及场区氧化层厚度,从而提高寄生高寄生高寄生高寄生NMOSNM
22、OS管的阈值电压,使该阈值电压大于管的阈值电压,使该阈值电压大于管的阈值电压,使该阈值电压大于管的阈值电压,使该阈值电压大于VccVcc,实现了,实现了,实现了,实现了NMOSNMOS管之间的隔离。管之间的隔离。管之间的隔离。管之间的隔离。寄生寄生NMOS剖面图剖面图去除氮化硅去除氮化硅去除氮化硅去除氮化硅 工艺方法:工艺方法:工艺方法:工艺方法:去除氮化硅上的氧化层去除氮化硅上的氧化层去除氮化硅上的氧化层去除氮化硅上的氧化层 180180的热磷酸去氮化硅的热磷酸去氮化硅的热磷酸去氮化硅的热磷酸去氮化硅 去除垫氧层去除垫氧层去除垫氧层去除垫氧层3.3.3.3.多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多
23、晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺栅氧化栅氧化栅氧化栅氧化 工艺目的:工艺目的:工艺目的:工艺目的:形成形成形成形成MOSMOS器件的栅电介质层。栅氧化器件的栅电介质层。栅氧化器件的栅电介质层。栅氧化器件的栅电介质层。栅氧化是硅片制造中的关键工艺!是硅片制造中的关键工艺!是硅片制造中的关键工艺!是硅片制造中的关键工艺!工艺方法:干氧掺氯氧化工艺方法:干氧掺氯氧化工艺方法:干氧掺氯氧化工艺方法:干氧掺氯氧化 工艺要求:厚度工艺要求:厚度工艺要求:厚度工艺要求:厚度50nm50nm、可动和固定电荷密度均小、可动和固定电荷密度均小、可动和固定电荷密度均小、可动和固定电荷密度均小多晶硅沉积:多晶硅沉积:多
24、晶硅沉积:多晶硅沉积:工艺目的:工艺目的:工艺目的:工艺目的:做做做做MOSMOS管的栅电极材料管的栅电极材料管的栅电极材料管的栅电极材料 工艺方法:工艺方法:工艺方法:工艺方法:LPCVD LPCVD;工艺要求:厚度:;工艺要求:厚度:;工艺要求:厚度:;工艺要求:厚度:400nm 400nm3.3.3.3.多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多晶掺磷多晶掺磷多晶掺磷多晶掺磷 工艺目的:进行掺杂以形成导电的多晶硅栅电极工艺目的:进行掺杂以形成导电的多晶硅栅电极工艺目的:进行掺杂以形成导电的多晶硅栅电极工艺目的:进行掺杂以形成导电的多晶硅栅电极 工艺方法:工艺方法:
25、工艺方法:工艺方法:POCl3POCl3源磷扩散源磷扩散源磷扩散源磷扩散 工艺要求:掺磷后多晶工艺要求:掺磷后多晶工艺要求:掺磷后多晶工艺要求:掺磷后多晶R 30/R 30/光刻多晶硅光刻多晶硅光刻多晶硅光刻多晶硅 工艺目的:定义栅电极图形,产生特征尺寸。该工艺目的:定义栅电极图形,产生特征尺寸。该工艺目的:定义栅电极图形,产生特征尺寸。该工艺目的:定义栅电极图形,产生特征尺寸。该 工艺是硅片制造中的工艺是硅片制造中的工艺是硅片制造中的工艺是硅片制造中的关键工艺!关键工艺!关键工艺!关键工艺!3.3.3.3.多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺多晶硅栅结构工艺光刻多晶硅(续)光刻多
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 10 第十 工艺 集成
![提示](https://www.deliwenku.com/images/bang_tan.gif)
限制150内