【正文】 7. 刻純化孔 104 4) 硅柵 MOS版圖舉例 E/E NMOS反相器 ?刻有源區(qū) ? 刻多晶硅柵 ?刻 NMOS管 S、 D ?刻接觸孔 ? 反刻 Al 圖 5 E/E NMOS反相器版圖示意圖 105 E/D NMOS 反相器 ?刻有源區(qū) ?刻耗盡注入區(qū) ?刻多晶硅柵 ?刻 NMOS管 S、 D ?刻接觸孔 ?反刻 Al 圖 6 E/D NMOS 反相器版圖 106 制備耗盡型 MOS管 在 MOS集成電路中，有些設計需要采用耗盡型 MOS管，這樣在 MOS工藝過程中必須加一塊光刻掩膜版，其目的是使非耗盡型 MOS管部分的光刻膠不易被刻蝕，然后通過離子注入和退火、再分布工藝，改變耗盡型 MOS管區(qū)有源區(qū)的表面濃度，使 MOS管不需要柵電壓就可以開啟工作。 然后采用干氧－濕氧－干氧的方法進行場氧制備，其目的是使除有源區(qū)部分之外的硅表面生長一層較厚的 SiO2層，防止寄生 MOS管的形成。 107 硅柵 CMOS與非門版圖舉例 刻 P阱 刻 p+環(huán) 刻 n+環(huán) 刻有源區(qū) 刻多晶硅柵 刻 PMOS管 S、 D 刻 NMOS管 S、 D 刻接觸孔 反刻 Al 圖 7 硅柵 CMOS與非門版圖 108 8 109 硅柵 P阱 CMOS反相器版圖設計 舉 例 ViVoT 2 W / L =3 / 1T 1 W / L =1 / 1Pol yD i f fAlconP阱ViV s sVoV d d5. 刻 NMOS管 S、 D 6. 刻接觸孔 7. 反刻 Al (W/L)p=3(W/L)n 1. 刻 P阱 2. 刻有源區(qū) 3. 刻多晶硅柵 4. 刻 PMOS管 S、 D 110 1. 刻 P阱 2. 刻有源區(qū) 3. 刻多晶硅柵 111 4. 刻 PMOS管 S、 D 5. 刻 NMOS管 S、 D 112 VDD Vo Vi Vss 7. 反刻 Al 6. 刻接觸孔 VDD Vi Vss Vo 113 光刻 1與光刻 2套刻 光刻 2與光刻 3套刻 114 光刻 3與光刻 4套刻 光刻膠保護 光刻 4與光刻 5套刻 光刻膠保護 刻 PMOS管 S、 D 刻 NMOS管 S、 D D D S S 115 光刻 5與光刻 6套刻 VDD Vi Vss Vo 光刻 6與光刻 7套刻 VDD Vi VDD Vo Vi Vss VDD Vi Vss Vo 116 Vi Vo T2 W/L=3/1 T1 W/L=1/1 Poly Diff Al con P 阱 Vi Vss Vo VDD 117 5) P阱硅柵單層鋁布線 CMOS的工藝過程 下面以光刻掩膜版為基準，先描述一個 P阱硅柵單層鋁布線 CMOS集成電路的工藝過程的主要步驟，用以說明如何在 CMOS工藝線上制造 CMOS集成電路。 （見教材第 79頁，圖 ） 118 CMOS集成電路工藝 以 P阱硅柵 CMOS為例 ? 光刻 I阱區(qū)光刻，刻出阱區(qū)注入孔 NSi SiO2 119 ? 阱區(qū)注入及推進，形成阱區(qū) Nsub Pwell 120 ? 去除 SiO2， 長薄氧，長 Si3N4 Nsub Pwell Si3N4 薄氧 121 ? 光 II有源區(qū)光刻，刻出 PMOS管、NMOS管的源、柵和漏區(qū) NSi Pwell Si3N4 122 ? 光 IIIN管場區(qū)光刻， N管場區(qū)注入孔，以 提高場開啟 ，減少閂鎖效應及改善阱的接觸。 光刻膠 NSi P B+ 123 ? 長場氧，漂去 SiO2及 Si3N4，然后長柵氧。 NSi P 124 ? 光 Ⅳ p管場區(qū)光刻（用光 I的負版），p管場區(qū)注入， 調節(jié) PMOS管的開啟電壓 ，然后生長多晶硅。 NSi P B+ 125 ? 光 Ⅴ 多晶硅光刻，形成多晶硅柵及多晶硅電阻 多晶硅 NSi P 126 ? 光 Ⅴ IP+區(qū)光刻，刻去 P管上的膠。P+區(qū)注入，形成 PMOS管的源、漏區(qū)及P+保護環(huán)（圖中沒畫出 P+保護環(huán)）。 NSi P B+ 127 ? 光 Ⅶ N管場區(qū)光刻，刻去 N管上的膠。 N管場區(qū)注入，形成 NMOS的源、漏區(qū)及N+保護環(huán)（圖中沒畫出）。 光刻膠 NSi P As 128 ? 1長 PSG（磷硅玻璃）。 PSG NSi P+ P P+ N+ N+ 129 ? 1光刻 Ⅷ 引線孔光刻。 PSG NSi P+ P P+ N+ N+ 130 ? 1光刻 Ⅸ 引線孔光刻（反刻 Al） 。 PSG NSi P+ P P+ N+ N+ VDD IN OUT P N S D D S Al 131 RS觸發(fā)器 特性表實際上是一種特殊的真值表，它對觸發(fā)器的描述十分具體。這種真值表的輸入變量（自變量）除了數據輸入外，還有觸發(fā)器的初態(tài)，而輸出變量（因變量）則是觸發(fā)器的次態(tài)。特性方程是從特性表歸納出來的，比較簡潔；狀態(tài)轉換圖這種描述方法則很直觀。 ？ ？ 132 133 MR,P MR,N 圖例： 實線：擴散區(qū)， 虛線：鋁， 陰影線：多晶硅、 黑方塊：引線孔 N阱 134 6) CMOS IC 版圖設計技巧 布局要合理 （ 1） 引出端分布是否便于使用或與其他相關電路兼容 ， 是否符合管殼引出線排列要求 。 （ 2） 特殊要求的單元是否安排合理 ， 如 p阱與 p管漏源 p+區(qū)離遠一些 ， 使 ?pnp?， 抑制 Latchup， 尤其是輸出級更應注意 。 （ 3） 布局是否緊湊 ， 以節(jié)約芯片面積 ， 一般盡可能