半导体技术天地.doc

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1、半导体技术天地1.1小国半导体论坛半导体技术天地211ic是全国最人的半导体行业网站，主要有芯片设计半导体制造芯片封装测试，中国半导体论坛是一个以电子技术交流为主的电子工程师论坛，致力于做国内电子行业用户、T程师交流的最佳电子论坛，H前开设有求职招聘、半导体整合技术、半导体封装、半导体技术天地、半导体测试、半导体制造、技术交流天地、技术天地、半导体天地、相关书籍等交流论坛。下面讲解CMOS制造.1.2CMOS的制造流程CMOS是集成电路的最基木单元，它的制作流程可分为前段和后段，前段流程主要完成元件的制作，包括组件隔离区的形成、阱的植入、栅极的制成、LDD的植入、源极

2、和漏极的制成。后段流程主要完成元件之间的互连，包括第一层金属的制成、第二层金属的制成、保护层和焊垫的制成。以0.25微米制程为例，具体分为以下步骤。1.2.1组件隔离区的形成1.初始清洗初始清洗就是将晶圆放入清洗槽屮，利用化学或物理的方法将在晶圆表血的尘粒，或杂质去除，防止这些杂质尘粒，对后续的制程造成影响，使得组件无法正常工作。表2.1是半导体制程11

3、所用到的标准清洗步骤。表2.1半导体制程屮所用到的标准清洗步骤2.前置氧化图2.2为前置氧化示意图。先长一层薄薄的二氧化硅，日的是为了降低后续制程屮的应力，因为要在晶圆的表面形成一层厚的氮化硅，而氮化硅具有很强的应力

4、，会影响晶圆表血的结构，因此在这一层氮化硅及硅晶圆之间，加入一层二氣化硅减缓氮化硅的应力，因为氮化硅具有拉力而二氧化硅具有张力，因此加入一•层二氧化硅可以平衡掉硅晶圆表血的应力。图2.2前置氧化3.沉积氮化硅图2.3为沉积氮化硅示意图。利用PECVD的技术沉积氮化硅，用來隔绝氧气与硅的接触，以定义岀组件隔离的区域，使不被氮化砒所覆盖的区域，被氧化而形成组件隔离区。离子布植一离子布植是将所需的注入元素（如硼）电离成正离子，并使其获得所需的能量，以很快的速度射入硅芯片的技术。而这个固体材料主要是由原子核和电子组成的。图2.3沉积氮化硅1.组件隔离区的光罩形成图2.4是组件

5、隔离区的光罩形成示意图，利川微影的技术，上光阻，将要氧化绝缘的区域的光阻去除，而定义出组件隔离区。图2.4组件隔离区的光罩形成2.氮化硅的蚀刻图2.5是氮化硅的蚀刻示意图，将需要氧化区域的氮化硅利川活性离子蚀刻法去除。接着再将光阻去除。图2.5氮化硅的蚀刻3.元件隔离区的氧化图2.6是元件隔离区的氧化示意图，利用氧化技术，在组件隔离区长成一层厚厚的二氧化硅，形成组件的隔离区。注:氧化一二氧化硅(Si02)的制作方法有:1.热氧化法;2.沉积法；3・阳极氧化法;4.氧离子注入氧化法。其屮较常用的热氧化法又可分为1•干氧化法；2.湿氧化法；3.纯水氧化法；4.掺氯氧化法。

6、而湿氧化法又有普通湿氧氧化法及氢氧合成湿氧化法。图2.6元件隔离区的氧化4.去除氮化硅图2.7是去除氮化硅示意图，利用活性离子蚀刻技术将氮化硅去除。图2.7去除氮化硅1.2.2阱的植入1.N型阱的形成图2.8是N型阱的形成示意图，将光阻涂在芯片上之后，利用微影技术，将所要形成的N型阱区域的图形定义出来，即将所要定义的N型阱区域的光阻去除掉。利川离子布植的技术，将磷打入晶圆屮，形成N型阱。1.P型阱的形成图2.9是P型阱的形成示意图，将光阻涂在芯片上之后，利川微影技术，将所要形成的P型阱区域的图形定义出來，即将所要定义的P型阱区域的光阻去除掉。利用离子布植的技术，将硼打

7、入晶圆中，形成P型阱。接着再利用有机溶剂将光阻去除。图2.9P型阱的形成2.退火及氧化层的形成图2.10是退火及氧化层的形成示意图，离子布植之后会严重地破坏了晶格的完整性。所以，掺杂离子布植之后的晶圆必须经过合理的退火。退火就是利用各种形式的能量转换产生热址来消除晶圆屮晶格缺陷和内应力，以恢复晶格的完整性。同时使使注入朵质原子进入到替代位置而有效的活化加入的杂质。图2.10退火及氧化层的形成3.去除二氧化硅图2.11是去除二氧化硅示意图，利用湿式蚀刻的方法将芯片表血的二氣化硅予以去除。图2.11去除二氧化硅1.2.3栅极的制成1.栅极(gate)氧化层的形成图2.12

8、是栅极(gate)M化层的形成示意图，利用热氧化形成良好品质的二氧化硅，作为栅极的氧化层，此道步骤为制作CMOS的关键步骤。图2.12栅极(gate)氧化层的形成2.多晶硅的沉积图2.13是多晶硅的沉积示意图，利用LPCVD的技术沉积多晶硅在晶圆表血，以达到在闸极的区域有好的电性接触点。注：LPCVD-低压化学气相沉积。低压化学气相沉积是在炉管屮完成的，是将气体反应物通入炉管中，加以反应形成所需的物质在芯片上。3.栅极光罩的形成图2.14是栅极光罩的形成示意图，先上光阻，再利川微影技术将栅极的区域定义出來。图2.14栅极光罩的形成3.活性离子蚀刻图2