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第三章CMOS集成电路工艺流程白雪飞中国科学技术大学电子科学与技术系•多晶硅栅CMOS工艺流程•可用器件•工艺扩展提纲2多晶硅栅CMOS工艺流程•初始材料–重掺杂P型(100)衬底硅，P+–减小衬底电阻，提高抗CMOS闩锁效应能力•外延生长–在衬底上生长一层轻掺杂P型外延层，P-–厚度5~10um–可以比CZ硅更精确的控制外延层的电学特性，从而更好的控制器件参数衬底材料4•N阱扩散–热氧化–N阱掩模板光刻氧化层–磷离子注入–高温推进，同时形成缓冲氧化层•N阱工艺–能够提供性能稍好的NMOS晶体管，并允许衬底接地N阱扩散5•反型槽工艺–淀积氮化硅–反型槽掩模板光刻氮化硅–刻蚀场区氮化硅反型槽6沟道终止注入7•LOCOS氧化•刻蚀去除氮化硅•去除缓冲氧化层•生长虚拟氧化层LOCOS工艺和虚拟栅氧化8•阈值调整–硼注入调整阈值电压–剥除虚拟栅氧化层•栅氧化层–干氧法–氧化过程很短，栅氧化层很薄阈值调整和栅氧化层生长9•本征多晶硅淀积•多晶硅掩模光刻、多晶硅层刻蚀•多晶硅重掺杂磷（淀积、注入）多晶硅淀积和光刻10•NSD/PSD掩模板光刻•通过暴露的栅氧化注入杂质–多晶硅栅作为源/漏自对准注入的掩模板•去除光刻胶•短暂退火，激活注入杂质源/漏注入11•接触–淀积多层氧化物(MLO)–接触掩模光刻、刻蚀接触孔区域–重掺杂区域可以形成欧姆接触•金属化–接触孔硅化–难熔金属薄膜淀积、掺铜铝层淀积–金属掩模光刻、金属刻蚀，形成互连结构–淀积夹层氧化物(ILO)–刻蚀ILO通孔，第二层金属互连–......•保护层–最后一层金属上淀积保护层，厚的磷硅玻璃、压缩氮化层等接触、金属化和保护层12多晶硅栅CMOS晶圆剖面13典型CMOS工艺流程图14典型CMOS工艺流程图15典型CMOS工艺流程图16典型CMOS工艺流程图17典型CMOS工艺流程图18典型CMOS工艺流程图19典型CMOS工艺流程图20典型CMOS工艺流程图21典型CMOS工艺流程图22典型CMOS工艺流程图23典型CMOS工艺流程图24典型CMOS工艺流程图25典型CMOS工艺流程图26典型CMOS工艺流程图27典型CMOS工艺流程图28典型CMOS工艺流程图29典型CMOS工艺流程图30典型CMOS工艺流程图31典型CMOS工艺流程图32典型CMOS工艺流程图33典型CMOS工艺流程图34典型CMOS工艺流程图35典型CMOS工艺流程图36典型CMOS工艺流程图37典型CMOS工艺流程图38典型CMOS工艺流程图39典型CMOS工艺流程图40典型CMOS工艺流程图41典型CMOS工艺流程图42可用器件NMOS晶体管44PMOS晶体管45衬底PNP管46•电阻–多晶硅电阻–NSD/PSD电阻–N阱电阻–金属电阻•多晶硅电阻–必须使用硅化物阻挡掩模板多晶硅电阻47NSD/PSD电阻48•电容–MOS电容–金属电容（MOM、MiM）–多晶硅电容（PiP）MOS电容49工艺扩展浅槽隔离51轻掺杂漏区晶体管(LDD)52扩展漏区高压晶体管53本章结束