【正文】 吸收反射電子 、 背散射電子 、二次電子 吸收電子束與蒸發(fā)的中性離子碰撞產(chǎn)生的正離子 e型電子槍蒸發(fā)源 示意圖 3. 電子束蒸發(fā) 第三章 大規(guī)模集成電路生產(chǎn)中 ， 用濺射法取代蒸發(fā)法的優(yōu)點(diǎn)： ? 濺射可在 面積很大 的 靶 上進(jìn)行 ， 解決 大尺寸硅片沉積薄膜厚度均勻性問(wèn)題 。 后續(xù)要進(jìn)行劃片、裝架、鍵合、 封裝等。 因 N+擴(kuò)散濃度高 ， P外延不會(huì)反型 發(fā)射區(qū)擴(kuò)散不用光刻 ， 減少一次光刻； 缺點(diǎn) 集電結(jié)的擊穿電壓較低 P襯底 P 外延 基區(qū) N+埋層 集電區(qū) N+ 隔離 N+ 隔離 N + 發(fā)射區(qū) P 第三章 二 . 雙極 集成電路的介質(zhì)隔離 介質(zhì)隔離 SiO2形成隔離島 1. 標(biāo)準(zhǔn) SiO2— 多晶硅介質(zhì)隔離 N硅襯底 ?氧化 SiO2層上蒸鋁 ?隔離光刻 ?隔離槽 ?去 SiO2 ? N+埋層擴(kuò)散 ?氧化 SiO2層 ?生長(zhǎng)多晶硅（襯底） ?磨多晶硅露出 SiO2層，形成被 SiO2介質(zhì)包圍的隔離 N型島 。所以要求高電壓的電路都采用 絕緣物上硅隔離 。 N外延 N+ P 阱 N阱 P+ P+ N+ N+ 場(chǎng)氧化層 P N+ N+ N阱 P+ P+ N P+ P+ P 阱 N+ N+ 第三章 CMOS 在集成電路中用途非常廣泛，其特點(diǎn)為： ? 電流小、功耗低 ? 集成度高 ? 速度快 第三章 典型 N阱 CMOS工藝流程 ?N阱的生成 ?有源區(qū)的確定和場(chǎng)氧氧化 ?生長(zhǎng)柵氧化層和生成多晶硅柵電極 ?形成 P溝 MOS晶體管 ?形成 N溝 MOS晶體管 ?引線及后續(xù)工藝 第三章 N阱的生成 氧化 光刻 摻雜 P P N阱 第三章 有源區(qū)的確定和場(chǎng)氧氧化 有源區(qū)：晶體管所在的區(qū)域 (N溝晶體管 ) (P溝晶體管 ) N+ N+ N+ N+ 寄生晶體管 場(chǎng)氧：不同晶體管之間形成較厚的氧化層 第三章 襯底 氧化 去掉氮化層 SiO2緩沖層 Si3N4 第三章 沒(méi)有氧化層的區(qū)域即為 有源區(qū) 第三章 生長(zhǎng)柵氧化層和生成多晶硅柵電極 確定了有源區(qū)以后，就可以制作 MOS晶體管 第三章 形成 P溝 MOS晶體管 第三章 形成 N溝 MOS晶體管 第三章 N+ N+ N 阱 P+ P+ N+ SiO2 SiO2 Al Al Al SiO2 場(chǎng)氧化層 柵氧化層 柵氧化層 N+多晶 硅柵 P+多晶 硅 柵 第三章 硅柵與自對(duì)準(zhǔn)技術(shù) 如果在柵氧化層上采用 多晶硅 作為 柵電極 ，在形成 源、漏區(qū)進(jìn)行擴(kuò)散時(shí)， 柵材料 可以起到 掩膜 的作用， 自動(dòng)解決了柵金屬電極與源、漏區(qū)對(duì)準(zhǔn)的問(wèn)題。 畫(huà)出雙極晶體管 (NPN和 PNP)的截面圖 以及幾種 MOS晶體管的截面圖 (標(biāo)注區(qū)域和電極 )。 集電極引線 基極 引線 發(fā)射極 引線 若要使晶體管有放大作用，必須保證： NeNbNc 第三章 集成電路 中雙極型晶體管 N 外延 集電區(qū) N +埋層 p Si P 基區(qū) N+ N+ b e C P+ 隔 離 環(huán) P+ 隔 離 環(huán) 集成電路中的雙極型晶體管 結(jié)構(gòu) 與分立型相同 因所有的元器件均在同一電路 上，所以必須要有 隔離 分開(kāi) 集電極 只能從 上面 引出 第三章 IC中 縱向 NPN晶體管剖面圖 AL SiO2 b P P+ P襯底 e c n+外延 Nepi P+ n+ n+ P襯底 n+埋層 N外延 外延 P+ P+ P+ P+ PN結(jié)隔離槽 N P P+ 隔離 P+ 隔離 c b e p p IC中 橫向 PNP晶體管剖面圖 第三章 襯底 單晶 片 鍵合 封帽 老化篩選 總測(cè) 隔離 區(qū)氧化2 埋層 窗口 擴(kuò)散 外延 生長(zhǎng) 初始 氧化1 埋層 窗口 光刻 1 隔離 窗口 光刻 2 基區(qū)窗口 光刻3 隔離區(qū)窗口擴(kuò)散 基區(qū)氧化3 基區(qū)擴(kuò)散 電極鋁反刻6 引線孔光刻5 蒸發(fā)電極 發(fā)射區(qū)擴(kuò)散 引線孔氧化5 劃片 中間測(cè)試 裝 架 壓 焊 點(diǎn) 光 刻 7 合金 表面鈍化6 發(fā)射區(qū)氧化4 發(fā)射區(qū)窗口 光刻4 3. 平面 雙極 型 集成電路 晶體管 基本 工藝流程 第三章 第三章 平面 集成電路基本 工藝 平面 集成電路 工藝也 分為 前部 工序、 后部 工序、 輔助 工序 前工序 （管芯工序）即中測(cè)前所有的工序 薄膜制備工藝 : 外延層制備、氧化層、鈍化層、金屬電極層 摻雜工藝 : 制備埋層、隔離區(qū)、基區(qū)、發(fā)射區(qū)等 圖形加工工藝 : 光刻掩膜、制版 后工序 ： 中測(cè)后直至成品所有的工序 輔助工序 ：高純水的制備、高純氣體制備、單晶片制備， 超凈環(huán)境等 第三章 167。在整個(gè)氧化中，氮化硅將作為氧化物阻擋層保持不變。 集成電路： 同一基底上：包括各種元器件 器件之間不能通過(guò) 基底 導(dǎo)通 第三章 ? 隔離技術(shù)可靠 ? 工藝與平面工藝兼容 ? 表面平坦化 ? 盡量少占芯片面積 ? 不影響 集成電路 整體性能 隔離技術(shù)滿足五個(gè)要求 第三章 ? 標(biāo)準(zhǔn) pn結(jié)隔離 ? pn結(jié)對(duì)通隔離 ? 集電極擴(kuò)散隔離 ? 介質(zhì) PN結(jié)混合隔離 (局部氧化隔離 ) ? 標(biāo)準(zhǔn) SiO2多晶硅介質(zhì)隔離 ? 絕緣物上硅 (SOI技術(shù) ) 隔離方法 第三章 一 .標(biāo)準(zhǔn) PN結(jié)隔離 — 雙極 IC基本隔離 利用 PN結(jié)在反向偏壓下，即處于 反向截止 狀態(tài) ，對(duì)器件之間的電學(xué)隔離 第三章 N 外延 集電區(qū) pSi P 基區(qū) N+ N+ b e C P+ 隔 離 墻 P+ 隔 離 墻 NPN型雙極型晶體管示意圖 P+擴(kuò)散一定要將外延層 擴(kuò)通與 P襯底 相連 將 P+接電路的低電位，隔離島被反偏的 PN結(jié)包圍 N型外延層被 P型區(qū)域 包圍 隔離島 第三章 N 外延 集電區(qū) p