【正文】 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 )。 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。 目前超大規(guī)模集成電路中 MOS管均采用 硅柵 結(jié)構(gòu)。 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)的問題。 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(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。 ?整個(gè)工藝過程中需多次光刻 ， 所以需要多次氧化 。 SiO2 第三章 硅襯底 單晶 Si SiO2 1μm 100nm 特點(diǎn) 工藝簡(jiǎn)單成本低 封裝密度高； 抗輻射性好 速度快 目前典型超薄 SoI結(jié)構(gòu) 單晶硅薄層（約 100 nm） 絕緣層（ SiO2約 1μm） 襯底體硅構(gòu)成 第三章 平面工藝 與臺(tái)面合金工藝不同，器件所有各個(gè)組成部分都在 同一平面 中完成。所以要求高電壓的電路都采用 絕緣物上硅隔離 。在整個(gè)氧化中，氮化硅將作為氧化物阻擋層保持不變。當(dāng)硅表面有一層 Si3N4時(shí)，無法生成氧化物。 三 . MOSIC中的隔離 N襯底上的兩個(gè) PMOS管 N P+ P+ P+ P+ 場(chǎng)氧化層 N襯底上的 MOS管 (P阱 CMOS) 場(chǎng)氧化層 N P+ P+ P 阱 N+ N+ 場(chǎng)氧化層 第三章 雙阱 CMOS P襯底上的 MOS管 (N阱 CMOS) 場(chǎng)氧化層 N外延 N+ P 阱 N阱 P+ P+ N+ N+ 場(chǎng)氧化層 P N+ N+ N阱 P+ P+ 場(chǎng)氧化層 MOS電路 自然 電學(xué)隔離 第三章 N+ N+ N+ N+ MOSIC中存在 場(chǎng)區(qū)寄生 晶體管，所以要進(jìn)行 管間 的隔離。 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 。 集成電路： 同一基底上：包括各種元器件 器件之間不能通過 基底 導(dǎo)通 第三章 ? 隔離技術(shù)可靠