集成电路制造工艺(微电子)

单击以编辑母版标题样式,单击以编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第 四 章,集成电路制造工艺,CMOS,集成电路制造工艺,形成N阱,初始氧化,淀积氮化硅层,光刻1版，定义出N阱,反应离子刻蚀氮化硅层,N阱离子注入，注磷,形成P阱,在N阱区生长厚氧化层，其它区域被氮化硅层保护而不会被氧化,去掉光刻胶及氮化硅层,P阱离子注入，注硼,推阱,退火驱入,去掉N阱区的氧化层,形成场隔离区,生长一层薄氧化层,淀积一层氮化硅,光刻场隔离区，非隔离区被光刻胶保护起来,反应离子刻蚀氮化硅,场区离子注入,热生长厚的场氧化层,去掉氮化硅层,形成多晶硅栅,生长栅氧化层,淀积多晶硅,光刻多晶硅栅,刻蚀多晶硅栅,形成硅化物,淀积氧化层,反应离子刻蚀氧化层，形成侧壁氧化层,淀积难熔金属Ti或Co等,低温退火，形成C-47相的TiSi,2,或CoSi,去掉氧化层上的没有发生化学反应的Ti或Co,高温退火，形成低阻稳定的TiSi,2,或CoSi,2,形成N管源漏区,光刻，利用光刻胶将PMOS区保护起来,离子注入磷或砷，形成N管源漏区,形成P管源漏区,光刻，利用光刻胶将NMOS区保护起来,离子注入硼，形成P管源漏区,形成接触孔,化学气相淀积磷硅玻璃层,退火和致密,光刻接触孔版,反应离子刻蚀磷硅玻璃，形成接触孔,形成第一层金属,淀积金属钨(W)，形成钨塞,形成第一层金属,淀积金属层，如Al-Si、Al-Si-Cu合金等,光刻第一层金属版，定义出连线图形,反应离子刻蚀金属层，形成互连图形,形成穿通接触孔,化学气相淀积PETEOS,通过化学机械抛光进行平坦化,光刻穿通接触孔版,反应离子刻蚀绝缘层，形成穿通接触孔,形成第二层金属,淀积金属层，如Al-Si、Al-Si-Cu合金等,光刻第二层金属版，定义出连线图形,反应离子刻蚀，形成第二层金属互连图形,合金,形成钝化层,在低温条件下(小于300)淀积氮化硅,光刻钝化版,刻蚀氮化硅，形成钝化图形,测试、封装，完成集成电路的制造工艺,CMOS集成电路一般采用(100)晶向的硅材料,AA,双极集成电路制造工艺,制作埋层,初始氧化，热生长厚度约为5001000nm的氧化层,光刻1#版(埋层版)，利用反应离子刻蚀技术将光刻窗口中的氧化层刻蚀掉，并去掉光刻胶,进行大剂量As,+,注入并退火，形成n,+,埋层,双极集成电路工艺,生长n型外延层,利用HF腐蚀掉硅片表面的氧化层,将硅片放入外延炉中进行外延，外延层的厚度和掺杂浓度一般由器件的用途决定,形成横向氧化物隔离区,热生长一层薄氧化层，厚度约50nm,淀积一层氮化硅，厚度约100nm,光刻2#版(场区隔离版,形成横向氧化物隔离区,利用反应离子刻蚀技术将光刻窗口中的氮化硅层-氧化层以及一半的外延硅层刻蚀掉,进行硼离子注入,形成横向氧化物隔离区,去掉光刻胶，把硅片放入氧化炉氧化，形成厚的场氧化层隔离区,去掉氮化硅层,形成基区,光刻3#版(基区版)，利用光刻胶将收集区遮挡住，暴露出基区,基区离子注入硼,形成接触孔：,光刻4#版(基区接触孔版),进行大剂量硼离子注入,刻蚀掉接触孔中的氧化层,形成发射区,光刻5#版(发射区版)，利用光刻胶将基极接触孔保护起来，暴露出发射极和集电极接触孔,进行低能量、高剂量的砷离子注入，形成发射区和集电区,金属化,淀积金属，一般是铝或Al-Si、Pt-Si合金等,光刻6#版(连线版)，形成金属互连线,合金：使Al与接触孔中的硅形成良好的欧姆接触，一般是在450、N,2,-H,2,气氛下处理2030分钟,形成钝化层,在低温条件下(小于300)淀积氮化硅,光刻7#版(钝化版),刻蚀氮化硅，形成钝化图形,接触与互连,Al是目前集成电路工艺中最常用的金属互连材料,但Al连线也存在一些比较严重的问题,电迁移严重、电阻率偏高、浅结穿透等,Cu连线工艺有望从根本上解决该问题,IBM、Motorola等已经开发成功,目前，互连线已经占到芯片总面积的7080%；且连线的宽度越来越窄，电流密度迅速增加,几个概念,场区,有源区,栅结构材料,Al-二氧化硅结构,多晶硅-二氧化硅结构,难熔金属硅化物/多晶硅-二氧化硅结构,Salicide工艺,淀积多晶硅、刻蚀并形成侧壁氧化层；,淀积Ti或Co等难熔金属,RTP并选择腐蚀侧壁氧化层上的金属；,最后形成Salicide结构,隔离技术,PN结隔离,场区隔离,绝缘介质隔离,沟槽隔离,LOCOS隔离工艺,沟槽隔离工艺,集成电路封装工艺流程,各种封装类型,示意图,集成电路工艺小结,前工序,图形转换技术：主要包括光刻、刻蚀等技术,薄膜制备技术：主要包括外延、氧化、化学气相淀积、物理气相淀积(如溅射、蒸发)等,掺杂技术：主要包括扩散和离子注入等技术,集成电路工艺小结,后工序,划片,封装,测试,老化,筛选,集成电路工艺小结,辅助工序,超净厂房技术,超纯水、高纯气体制备技术,光刻掩膜版制备技术,材料准备技术,作 业,设计制备NMOSFET的工艺，并画出流程图,