西电集成电路制造技术绪论

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,集成电路制造技术,主 讲：毛 维,西安电子科技大学微电子学院,绪论,三、微电子器件制造工艺简介,我们将集中讨论一个硅片在典型,CMOS,流程中的主要制作步骤。为了进一步简化描述，只介绍一个,CMOS,反相器，由两个晶体管构成：一个,nMOS,和一个,pMOS,，,它仅占微小的面积。,通过了解,CMOS,反相器的制造，大家可以对我们这门工艺课程有一个总体的认识。,三、微电子器件制造工艺简介,CMOS,制作步骤如下：,双阱工艺,浅槽隔离工艺,多晶硅栅结构工艺,轻掺杂漏,(LDD),注入工艺,侧墙的形成,源,/,漏,注入工艺,接触孔的形成,局部互连工艺,通孔,1,和金属塞,1,的形成,金属,1,互连的形成,通孔,2,和金属塞,2,的形成,金属,2,互连的形成,制作金属,3,直到制作压点及合金,参数测试,三、微电子器件制造工艺简介,亚微米,CMOS IC,制造厂典型的硅片流程模型,1.,双阱工艺,n,阱的形成,形成,n,阱,有,5,个主要步骤,：,1,）外延生长,2,）厚氧化生长,3,）第一层掩膜,4,）,n,井注入（高能）,5,）退火,1.,双阱工艺,p,阱的形成,形成,P,阱,有,3,个主要步骤,：,1）,第二层掩膜,2）P井注入(高能)3）,退火,2.,浅槽隔离工艺,（,1,）槽刻蚀,槽刻蚀,有,4,个主要步骤,：,1）,隔离氧化层,2）,氮化物淀积,3）,第三层掩膜,4,）,STI,槽刻蚀,2.,浅槽隔离工艺,（,2,）,氧化物填充,氧化物填充,有,2,个主要步骤,：,1）,沟槽衬垫氧化硅,2）,沟槽,CVD,氧化物填充,2.,浅槽隔离工艺,（,3,）氧化物平坦化,氧化物平坦化,有,2,个主要步骤,：,1）,沟槽氧化物抛光,(,化学机械抛光,),2）,氮化物去除,3.,多晶硅栅结构工艺,多晶硅栅结构工艺,有,4,个主要步骤,：,1）,栅氧,化,层的生长,2）,多晶硅淀积,3,）,第四层掩膜,4,）,多晶硅栅刻蚀,4.,轻掺杂漏注入工艺,n,-,轻掺杂漏注入,有,2,个主要步骤,：,1）,第五层掩膜,2）,n-LDD,注入,(,低能量,浅结,),（,1,）,n,-,轻掺杂漏注入,4.,轻掺杂漏注入工艺,p,-,轻掺杂漏注入,有,2,个主要步骤,：,1）,第六层掩膜,2）,P-,轻掺杂漏注入,(,低能量,浅结,),（,2,）,p,-,轻掺杂漏注入,5.,侧墙的形成,侧墙的形成,有,2,个主要步骤,：,1）,淀积二氧化硅,2）,二氧化硅反刻,6.,源,/,漏注入工艺,n,+,源,/,漏注入,有,2,个主要步骤,：,1）,第七层掩膜,2）,n+,源,/,漏注入,(,中等能量,),（,1,）,n,+,源,/,漏注入,6.,源,/,漏注入工艺,p,+,源,/,漏注入,有,3,个主要步骤,：,1）,第八层掩膜,2）,p+,源,/,漏注入,(,中等能量,),3,）退火,（,2,）,p,+,源,/,漏注入,7.,接触,(,孔,),的形成,接触,(,孔,),的形成,有,3,个主要步骤,：,1）,钛的淀积,2）,退火,3,）刻蚀金属钛,8.,局部互连工艺,局部互连工艺,有,2,个主要,过程：,1）,形成局部互连氧化硅介质,2）,制作局部互连金属,8.,局部互连工艺,形成局部互连氧化硅,介质有,4,个主要,过程：,1）,氮化硅化学气相淀积,2）,掺杂氧化物的化学气,相淀积,3,）,氧化层抛光,(CMP),4,）第九层掩膜,局部互,连刻蚀,（,1,）,形成局部互连氧化硅介质,8.,局部互连工艺,制作局部互连金属,有,4,个主要,过程：,1）,金属钛淀积,(PVD,工艺,),2）,氮化钛淀积,3,）,钨淀积(化学气相,淀积工艺平坦化),4,）磨抛钨,（,2,）,制作局部互连金属,9.,通孔,1,和钨塞,1,的形成,制作通孔,1,有,3,个主要,过程：,1）,第一层层间介质氧,化物淀积,(,化学气,相淀积,),2）,氧化物磨抛,3,）,第十层掩膜,第一,层层间介质刻蚀,（,1,）,制作通孔,1,9.,通孔,1,和钨塞,1,的形成,制作第一层钨塞,有,4,个主要,过程：,（,2,）,制作第一层钨塞,1）,金属淀积钛阻挡层,（,PVD,）,2）,淀积氮化钛,(CVD)3,）,淀积钨,(CVD),4,）,磨抛钨,9.,通孔,1,和钨塞,1,的形成,多晶,硅,钨,LI,钨,塞,多晶硅、钨,LI,和钨塞的,SEM,显微照片,10.,第一层金属,(,金属,1),互连的形成,第一层金属,(,金属,1),互连,的形成,有,4,个主要,过程：,1）,金属钛阻挡层淀积,3,）,淀积氮化钛,2）,淀积铝铜合金,4,）,第十一层掩膜,金属刻蚀,第一层金属在第一套钨通孔上的,SEM,显微照片,TiN metal cap,Mag,.17,000 X,Tungsten plug,Metal 1,Al,10.,第一层金属,(,金属,1),互连的形成,11.,通孔,2,和钨塞,2,的形成,制作通孔,2,有,4,个主要,过程：,1）,ILD-2间隙填充,3,）,ILD-2氧化物平坦化,2）,ILD-2氧化物淀积,4,）,第十二层掩膜,ILD-2,刻蚀,（,1,）,制作通孔,2,11.,通孔,2,和钨塞,2,的形成,制作第二层钨,塞有,4,个主要,过程：,1）,金属淀积钛阻挡层,3,）,淀积钨,(,CVD,),(,P,VD,),2）,淀积氮化钛,(CVD)4,）磨抛钨,（,2,）,制作第二层钨塞,12.,第二层金属,(,金属,2),互连的形成,第二层金属,(,金属,2),互连的形成,有,4,个主要,过程：,1）,淀积、刻蚀金属,2,2）,填充第三层层间介质间,隙,3,）,淀积、平坦化,ILD-3,氧,化物,4,）,刻蚀通孔,3,，淀积钛,/,氮,化钛，淀积钨，平坦化,13.,制作第三层金属,(,金属,3),直到制 作压点和合金,14.,参数测试,硅片要进行两次测试以确定产品的功能可靠性：,第一次测试在首层金属刻蚀完成后进行,第二次是在完成芯片制造的最后一步工艺后进行。,微处理器剖面的,SEM,显微照片,Mag,.18,250 X,