[精选]集成电路工艺技术讲座14960.pptx

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1、集成电路工艺技术讲座第十讲CMOS集成电路工艺技术内容（一）CMOS工艺概述（二）2um P阱硅栅CMOS IC工艺流程（三）先进CMOS IC工艺（四）BiCMOS（五）功率MOSFET（六）BCD（一）CMOS工艺概述MOSFET的开启电压CMOS倒相器CMOS结构中的阱LOCOS技术MOSFET基本方程VDPn+n+Qn(y)=-Vg-V(y)-2Co+2qNa2+V(y)dV=IDdR=IDdy/Z Qn(y)I ID D=Z/L=Z/L Co(VCo(VG G-2 2-V VD D/2)V/2)VD D -2/3-2/3 2 2 qNa/CqNa/Co o(V VD D+2 2 B

2、B)2/32/3-(-(2 2 B B)2/32/3 QnVG线性区和饱和区VD很小时 VD12VR(p-well)2.5k/sqIds 17vVtfp 24V CMOS IC工艺流程(1)形成P 阱 1180C 8.5hr Xjw=7umP wellN sub(100)2-4 ohm-cmB+70keV1.2E13/cm2CMOS IC工艺流程(2)LOCOS P wellN subB+40keV4E13/cm2CMOS IC工艺流程(3)栅氧化 450AP wellN subCMOS IC工艺流程(4)Poly Si 淀积 LPCVD 4500A 掺磷 10/sqP wellN subPo

3、ly SiCMOS IC工艺流程(5)光刻Poly Si 控制CDP wellN subCMOS IC工艺流程(6)P-ch 光刻，注入P wellN subPRB+B+40keV 2E15CMOS IC工艺流程(7)N-ch 光刻，注入P wellN subPRAs+As+80keV 5E15S/D Annealing 900C 30minCMOS IC工艺流程(8)CVD 2000A SiO2+7000A BPSGP wellN subCMOS IC工艺流程(9)接触孔P wellN subCMOS IC工艺流程(10)金属连线 AlSi 1umP wellN sub（三）先进CMOS I

4、C工艺先进CMOS IC工艺沟槽隔离技术热电子效应和漏极工程沟道区掺杂栅极技术源漏浅结技术和硅化物抑制Latch up效应沟槽隔离技术(1)SiO2SiNSiO2Si1.2um5um沟槽隔离技术(2)Poly Si热电子效应和漏极工程(1)VdsVgsN+N+e*e+e+he*+e+h e*EmaxIsub热电子效应和漏极工程(2)最大电场Emax(Vds-Vsat)/IL=0.5um，tox125A xj0.2um Vt=0.7VVds=5V Emax3.6x105V/cmVds=3V Emax2.3x105V/cm热电子效应和漏极工程(3)(DDD)Gaten+n+n-n-p-sub热电子

5、效应和漏极工程(4)(LDD)VdsVgsn+n-ELDD工艺流程(1)LDD工艺流程(2)LDD工艺流程(3)MOSFET模拟杂质分布短沟道效应和沟道区掺杂Poly Si硅化物PocketHalon-n+Vt adjust栅极技术源漏浅结技术和硅化物(1)源漏浅结技术和硅化物(2)源漏浅结技术和硅化物(3)Latch up效应避免Latch up效应的对策ver hor1 =DBNELE/DENBW增加基区宽度（即NMOS与PMOS间距，阱的深度）增加基区掺杂（即增加衬底和阱的浓度）逆向阱低阻衬底高阻外延深槽隔离高能注入形成逆向阱杂浓度质cm-310171016101510141.02.0硅

6、表面以下深度(um)P+600kev3E13cm-2（四）BiCMOS工艺技术BiCMOS 逻辑门BiCMOS工艺技术CMOS优势低功耗，噪声容限，封装密度双极型优势开关速度，电流驱动能力，模拟电路BiCMOS综合两者优点BiCMOS工艺技术以双极工艺为基础的BiCMOS工艺以CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺利用 N阱作集电极的简单BiCMOS NMOS 源漏注入PMOS 源漏注入 p+n+n+N 阱 n+n+p+增加一次基区注入用CMOS双阱工艺的 BiCMOSP型衬底，P和N+埋层，本征背景掺杂外延优化的P阱和N阱多晶硅发射极双极晶体管增加额外的光刻版：N+埋层，深N+集电极，P型基区

7、，多晶硅发射极BiCMOS工艺技术BiCMOS（五）功率MOSFET功率MOSFET高的反向击穿电压100-1000V大的工作电流1-100A输入阻抗高（因此不需复杂的驱动电路）开关速度快（无少数载流子储存和复合问题）功率MOSFET的主要结构双扩散MOS(DMOS)两种DMOS结构VDMOS和 LDMOS功率MOSFET的应用Switch Mode Power Supples(开关电源)AC Adapter(充电器)Switch(电子开关)Motor Driver(马达驱动)DC-AC Converter(逆变器)Lighting（灯具）Power Factor ControlerVDMOS

8、原理图Poly Sipn+pn+Metaln+subn-epiSourceDrain600V/2A VDMOS芯片600V/4A VDMOS 单元和终端击穿电压和导通电阻外延层的选择LDMOSPoly Sin+n+P subN wellSiO2CVD SiO2P-DrainSourceLDMOS 电位分布（六）BCD(Bipolar CMOS DMOS)MOS功率集成电路将低压控制电路和功率器件集成在同一芯片PWM控制电路DMOSBipolar/CMOS/BiCMOSBCDN-epiM1P-SubNPNLPNPP BaseLV PMOSLV NMOSN-wellP-wellBNDNBPBNBN

9、N+P+PassivationIMDFOXILDM2PolyGOXN-epiM1P-SubVDMOSLDMOSP Body CapacitorHV PMOSN-wellDNBPBNBNN+PassivationIMDP-wellP+BNPolyGOXFOXILDM2P-wellBPIMDP-fieldP-fieldBPBPBCD Technology 9、静夜四无邻，荒居旧业贫。3月-233月-23Monday,March 20,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。20:16:0020:16:0020:163/20/2023 8:16:00 PM11、以我独沈久，愧君相见频。3月-2320:

10、16:0020:16Mar-2320-Mar-2312、故人江海别，几度隔山川。20:16:0020:16:0020:16Monday,March 20,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。3月-233月-2320:16:0020:16:00March 20,202314、他乡生白发，旧国见青山。20 三月 20238:16:00 下午20:16:003月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。三月 238:16 下午3月-2320:16March 20,202316、行动出成果，工作出财富。2023/3/20 20:16:0020:16:0020 March 202317、做前，能够环

11、视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。8:16:00 下午8:16 下午20:16:003月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。3月-233月-23Monday,March 20,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。20:16:0120:16:0120:163/20/2023 8:16:01 PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。3月-2320:16:0120:16Mar-2320-Mar-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。20:16:0120:16:0120:16Monday,March 20,202

12、313、不知香积寺，数里入云峰。3月-233月-2320:16:0120:16:01March 20,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。20 三月 20238:16:01 下午20:16:013月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。三月 238:16 下午3月-2320:16March 20,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/3/20 20:16:0120:16:0120 March 202317、空山新雨后，天气晚来秋。8:16:01 下午8:16 下午20:16:013月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。3月-233月-23Monday,M

13、arch 20,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。20:16:0120:16:0120:163/20/2023 8:16:01 PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。3月-2320:16:0120:16Mar-2320-Mar-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。20:16:0120:16:0120:16Monday,March 20,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。3月-233月-2320:16:0120:16:01March 20,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。20 三月 20238:16:01 下午20

14、:16:013月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。三月 238:16 下午3月-2320:16March 20,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/3/20 20:16:0120:16:0120 March 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。8:16:01 下午8:16 下午20:16:013月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉