微电子学概论》ch4集成电路制造工艺双极集成电路工艺.ppt

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1、下一页下一页上一页上一页集成电路制造工艺集成电路制造工艺双极集成电路制造工艺双极集成电路制造工艺下一页下一页上一页上一页上一次课的主要内容上一次课的主要内容vCMOSCMOS集成电路工艺流程集成电路工艺流程N型型(100)衬底的原始硅片衬底的原始硅片NMOS结构结构PMOS结构结构P阱阱(well)隔离隔离阈值调整注入阈值调整注入栅氧化层和多晶硅栅栅氧化层和多晶硅栅NMOS管源漏注入管源漏注入PMOS管源漏注入管源漏注入接触和互连接触和互连LOCOS隔离开槽回填隔离下一页下一页上一页上一页下一页下一页上一页上一页v制作埋层（减小集电极串联电阻）制作埋层（减小集电极串联电阻）初始氧化，热生长厚度

2、约为初始氧化，热生长厚度约为5005001000nm1000nm的氧化层（隐的氧化层（隐埋扩散的掩蔽层）埋扩散的掩蔽层）光刻光刻1#1#版（埋层隔离版），利用反应离子刻蚀技术将版（埋层隔离版），利用反应离子刻蚀技术将光刻窗口中的氧化层刻蚀掉，并去掉光刻胶光刻窗口中的氧化层刻蚀掉，并去掉光刻胶进行大剂量进行大剂量AsAs+注入并退火，形成注入并退火，形成n n+埋层埋层双极集成电路工艺双极集成电路工艺下一页下一页上一页上一页v生长生长n n型外延层型外延层利用利用HFHF腐蚀掉硅片表面的氧化层腐蚀掉硅片表面的氧化层将硅片放入外延炉中进行外延，外延层的厚度将硅片放入外延炉中进行外延，外延层的厚度和

3、掺杂浓度一般由器件的用途决定和掺杂浓度一般由器件的用途决定下一页下一页上一页上一页v形成横向氧化物隔离区（形成横向氧化物隔离区（I I）热生长一层薄氧化层，厚度约热生长一层薄氧化层，厚度约50nm50nm淀积一层氮化硅，厚度约淀积一层氮化硅，厚度约100nm100nm光刻光刻2#2#版版(场区隔离版）场区隔离版）下一页下一页上一页上一页v形成横向氧化物隔离区（形成横向氧化物隔离区（IIII）利用反应离子刻蚀技术将光刻窗口中的氮化硅利用反应离子刻蚀技术将光刻窗口中的氮化硅层层-氧化层以及一半的外延硅层刻蚀掉氧化层以及一半的外延硅层刻蚀掉进行硼离子注入（形成沟道阻挡）进行硼离子注入（形成沟道阻挡）

4、下一页下一页上一页上一页v形成横向氧化物隔离区（形成横向氧化物隔离区（III）去掉光刻胶，把硅片放入氧化炉氧化，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形成厚的场氧化层隔离区去掉氮化硅层去掉氮化硅层下一页下一页上一页上一页v形成基区形成基区光刻光刻3#3#版版(基区版基区版)，利用光刻胶将集电区遮挡，利用光刻胶将集电区遮挡住，暴露出基区住，暴露出基区基区离子注入硼，形成基区离子注入硼，形成P P型基区（轻掺杂）型基区（轻掺杂）下一页下一页上一页上一页vP P型基区注入（形成基区接触）：型基区注入（形成基区接触）：光刻光刻5#5#版版(基区接触孔版基区接触孔版)，利用光刻胶将发射

5、极，利用光刻胶将发射极和收集极接触孔保护起来，暴露出基极接触孔和收集极接触孔保护起来，暴露出基极接触孔进行大剂量的硼离子注入，形成基区接触。进行大剂量的硼离子注入，形成基区接触。硼硼下一页下一页上一页上一页v形成发射区和收集区接触形成发射区和收集区接触光刻光刻6#6#版版(发射区版发射区版)，利用光刻胶将基极接触，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，形成发射进行低能量、高剂量的砷离子注入，形成发射区和收集区区和收集区下一页下一页上一页上一页下一页下一页上一页上一页v金属化金属化淀积金属，一般是铝或淀积金属，一般是铝或Al-Al-SiSi、Pt-Pt-SiSi合金等合金等光刻光刻7#7#版版(连线版连线版)，形成金属互连线，形成金属互连线v合金：使合金：使AlAl与接触孔中的硅形成良好的欧与接触孔中的硅形成良好的欧姆接触，一般是在姆接触，一般是在450450、N N2 2-H-H2 2气氛下处气氛下处理理20203030分钟分钟v形成钝化层形成钝化层在低温条件下在低温条件下(小于小于300)300)淀积氮化硅淀积氮化硅光刻光刻7#7#版版(钝化版钝化版)刻蚀氮化硅，形成钝化图形刻蚀氮化硅，形成钝化图形