【正文】 成部分都在 同一平面 中完成。 PNP臺面合金管 P Ge 集電區(qū) N Sb P InGa 基區(qū) 發(fā)射區(qū) 發(fā)射結(jié) e b C 集電結(jié) e b C P 硅 N P 集電區(qū) 集電結(jié) 基區(qū) 發(fā)射區(qū) 發(fā)射結(jié) PNP平面管 第三章 P N+ N Si 分立 npn雙極型 晶體管 第三章 N Si SiO2 在襯底上氧化生長 SiO2層 光刻基區(qū)后進(jìn)行 Ⅲ 族硼擴(kuò)散形成 P型基區(qū) N P SiO2 再進(jìn)行氧化生長 SiO2準(zhǔn)備進(jìn)行發(fā)射區(qū)光刻 光刻后進(jìn)行 Ⅴ 族 磷擴(kuò)散形成 n發(fā)射區(qū) N P SiO2 N + SiO2 N P N+ 再氧化生長SiO2準(zhǔn)備進(jìn)行引線孔光刻 SiO2 N P N+ 光刻后金屬鋁蒸發(fā) 形 成 基區(qū) 、 發(fā)射區(qū)引線 SiO2 N P 型基區(qū) 分立 npn雙極型 晶體管平面工藝 第三章 e b C 進(jìn)行 鋁反刻去掉基區(qū)、發(fā)射區(qū)電極引線 以外的鋁層 N P N+ 鋁 進(jìn)行金屬鋁蒸發(fā) 形 成基區(qū)、發(fā)射區(qū)電極引線 P N+ N Si SiO2 N P N+ 鋁 第三章 P N+ N Si 集 電 區(qū) 基區(qū) 發(fā) 射 區(qū) ?分立雙極型晶體管的 集電極由底座引出 。 ?整個工藝過程中需多次光刻 ， 所以需要多次氧化 。 ?形成兩個 pn結(jié)時 ， 擴(kuò)散的雜質(zhì)濃度必須考慮載流子的 補(bǔ)償 作用 。 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 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 隔離 區(qū)氧化2 埋層 窗口 擴(kuò)散 外延 生長 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。 CMOS集成電路工藝 一、 CMOS （ 互補(bǔ)型 MOS電路 ） 在一塊硅片上同時制備出 NMOS和 PMOS管， 并根據(jù)使用要求合理連接在電路中。 N外延 N+ P 阱 N阱 P+ P+ N+ N+ 場氧化層 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)的確定和場氧氧化 ?生長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 沒有氧化層的區(qū)域即為 有源區(qū) 第三章 生長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， 柵材料 可以起到 掩膜 的作用， 自動解決了柵金屬電極與源、漏區(qū)對準(zhǔn)的問題。 所以稱為 自對準(zhǔn)工藝 。 目前超大規(guī)模集成電路中 MOS管均采用 硅柵 結(jié)構(gòu)。 P型硅 場氧化層 溝道隔離層 多晶硅柵電極 柵氧化層 第三章 本章要求 掌握 氧化、擴(kuò)散、離子注入、光刻等工藝以及在集成電路中的作用。 掌握一般集成電路的工藝流程，理解幾種隔離方法、埋層工序的作用。 掌握 N溝 CMOS工藝流程， CMOS晶體管的截面圖和俯視圖。 畫出雙極晶體管 (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 )。 PN結(jié)隔離雙極集成電路工藝流程