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CMOS制作基本步骤

CMOS的制作步骤是需要经过一系列的复杂的化学和物理操作最终形成集成电路。而做为一名集成电路版图(ic layout)工程师,对于这个在半导体制造技术中具有代表性的CMOS工艺流程有个系统的了解是有很大帮助的。个人认为只有了解了工艺的版工才会在IC Layout的绘制中考虑到你所画的版图对流片产生的影响。

芯片制造厂大概分为:扩散区,光刻区,刻蚀区,离子注入区,薄膜区和抛光区。扩散是针对高温工艺,光刻利用光刻胶在硅处表面刻印,刻蚀将光刻胶的图形复制在硅片上,离子注入对硅片掺杂,薄膜区淀积介质层和金属层,抛光主要是平坦化硅片的上表面。

简化的CMOS工艺由14个生产步骤组成:(1)双阱注入在硅片上生成N阱和P阱。(2)浅槽隔离用于隔离硅有源区。(3)通过生长栅氧化层、淀积多晶硅和刻印得到栅结构。(4)LDD注入形成源漏区的浅注入。(5)制作侧墙在随后的源、漏注入当中保护沟道。(6)中等能量的源、漏注入,形成的结深大于LDD的注入深度。(7)金属接触形成硅化物接触将金属钨和硅紧密结合在一起。(8)局部互连形成晶体管和触点间的第一层金属线。(9)第一层层间介质淀积,并制作连接局部互连金属和第一层金属的通孔1。(10)用于第一次金属刻蚀的第一层金属淀积金属三明治结构并刻印该层金属。(11)淀积第二层层间介质并制作通孔2。(12)第二层金属通孔3淀积第二层金属叠加结构,并淀积和刻蚀第三层层间介质。(13)第三层金属到压点刻蚀、合金化重复这些成膜工艺直到第五层金属压焊淀积完毕,随后是第六层层间介质和钝化层的制作。(14)最后一步工艺是参数测试,验证硅片上每一个管芯的可靠性。

在之前的文章中以一个PMOS和一个NMOS构成的反相器为例,简单的分步介绍了CMOS制作的基本步骤,整个流程就是对上述步骤的详细解说。不同的是(9)(10)被合在一起介绍,(11)(12)(13)被合在一起介绍,而(14)则没有列入到详解步骤中。这样CMOS制作步骤就对应到了以后10篇文章中:

  1. CMOS制作步骤(十):Via-2, Plug-2,Metal-2及Top Metal形成(Via-2,Plug-2,metal2 interconnect and top metal formation
cmos-fabrication-steps
CMOS制作中主要步骤

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