CMOS集成电路制造过程
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1、在场氧化之前的离子注入：为提高寄生MOSFET的 阈值电压。 2、在场氧化中，Si3N4阻挡了氧化层的扩散，使Si3N4下 面的Si不被氧化，但是Si3N4的顶部将生长一薄层SiO2。 3、SiO2生长消耗44%的Si，因此最终形成的氧化层是部 分凹入的，且台阶平缓，易于后续的薄膜层的覆盖。
§3 栅的制作
刻蚀材料选用：
干法 SiO2、Si3N4一般用CF4、CHF3 POLY一般用Cl2、HBr Al一般用Cl2、BCl3 湿法
有源区的概念
在IC工艺中，有源区是生长器件的地方， 而场区是隔离区。 在版图设计中，该CMOS工艺中AC的掩膜 版为暗场版。
P-FIELD IMPL的作用
§6 连线的制作
N-well
ACTIVE
N+ N+ P+ P+
P-well P-substrate
N-well
掩模版
§7 钝化层的制作
N+
N+
P+
P+
P-well P-substrate 掩模版
N-well
PASSIVATION ( 2 )
1. 2. 3. 4. PASS DRY ETCH AEI MUII PR STRIP ASI 5. 6. 7. 8. DI WATER CLEAN ALLOY WAT QC INSPECT
N-well
ACTIVE
P-well
N-well
P-substrate
掩模版
牺牲层工艺的制作理由：
在进行场区氧化时，因为氧化为湿法氧化， 致使Si3N4与水蒸气反应生成NH3，该NH3在Si 和SiO2的交界面与Si反应生成氮氧化物，因 此在Si－SiO2的界面有氮氧化物组成的白带 生成，该现象导致栅氧化层的击穿电压下降。 因此要除去该氮氧化物，方法是生成氧化层 之后除去。
。 。 。 。 。 。 。 。 。
Field oxide
P-well
N-well
P-substrate
Байду номын сангаас
Si3N4 SiO2
P-substrate
几种不同的清洗方法：
Clean A： H2SO4（去油）＋NH4OH（尘埃、 颗粒）＋HCl（金属离子） Clean B： H2SO4（去油）＋HF：DI Water （1：15） ＋NH4OH（尘埃、颗粒）＋HCl （金属离子） Clean C： H2SO4（去油） ＋HF：DI Water （1：50） ＋NH4OH（尘埃、颗粒）＋HCl （金属离子）
P-FIELD IMPL离子注入到P阱中场氧下面的区域。 因为B在SiO2中的扩散系数大于Si，所以在Si和SiO2 的界面，有更多的杂质进入SiO2中，为使场氧区的阈 值电压足够大，即场氧区的杂质浓度比较高，对P阱 再一次进行离子注入。这样可以使寄生MOS管效应大 大减小。
Si的局部氧化工艺（LOCOS） LOCOS：Local Oxidation of Silicon
减小氧化过程中Si衬底内的应力
应力生成原因：
（1）Si衬底和Si4N3的热膨胀系数不匹配； （2）生长中的氧化层体积增加。
应力消除：
（1）高温下SiO2的粘性流（滞流）可减小这一应力； （2）SiO2和Si3N4的厚度比，当衬底中的应力超过Si的屈服强度 时，在Si中产生位错，增加SiO2的厚度可以减小衬底的应力。 （3）氧化层厚度必须与随氧化层厚度增加时氧化层的横向侵入 长度做折中。
§4 源、漏极的制作
N-well
ACTIVE
N+ N+ P+ P+
P-well P-substrate
N-well
掩模版
§5 接触孔的制作
N-well
ACTIVE
N+ N+ P+ P+
P-well P-substrate
N-well
掩模版
为什么要用BPSG做介质层呢？
加B的目的使介质层软化，使得介质层能够流动， 从而得到更加平坦的衬底表面，同时使得蚀刻速率 加快； 加P是改变SiO2的网路结构，使得能够沉积厚的 SiO2层（如果不加P，则SiO2层应力过大，会造成 SiO2的开裂，同时P有吸杂的功能。 为了使B、P杂质不能进入SiO2，介质层的生长方法 均为先生长一层NSG。
Si3N4的沉积
Si3N4 薄膜不易被氧、碱金属离子渗透，适合作为掩模及护层
LPCVD Si3N4沉积温度一般为750 ℃
PECVD Si3N4沉积温度一般为450 ℃ 用 PECVD沉积方法沉积的Si3N4可以有效地降低拉伸力，从 而可以增加薄膜厚度，适合作保护层。
Si3N4下面薄的缓冲氧化层作用：
CMOS集成电路 制造过程
1.2um SPSM PROCESS
§1 阱的制作
P-well N-well N-well
P-well 掩模版 P-substrate
N-well
Twin Well （1）
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. WAFER START WAFER IQC LASER MARKING CLEAN A PAD OX THK MEAS NITRIDE DEP THK MEAS Tn=1500±150Å Tox=350±30Å SUBSTRATE: P<100> RS=15~25Ω.cm
§3 栅的制作
刻蚀材料选用：
干法 SiO2、Si3N4一般用CF4、CHF3 POLY一般用Cl2、HBr Al一般用Cl2、BCl3 湿法
有源区的概念
在IC工艺中，有源区是生长器件的地方， 而场区是隔离区。 在版图设计中，该CMOS工艺中AC的掩膜 版为暗场版。
P-FIELD IMPL的作用
§6 连线的制作
N-well
ACTIVE
N+ N+ P+ P+
P-well P-substrate
N-well
掩模版
§7 钝化层的制作
N+
N+
P+
P+
P-well P-substrate 掩模版
N-well
PASSIVATION ( 2 )
1. 2. 3. 4. PASS DRY ETCH AEI MUII PR STRIP ASI 5. 6. 7. 8. DI WATER CLEAN ALLOY WAT QC INSPECT
N-well
ACTIVE
P-well
N-well
P-substrate
掩模版
牺牲层工艺的制作理由：
在进行场区氧化时，因为氧化为湿法氧化， 致使Si3N4与水蒸气反应生成NH3，该NH3在Si 和SiO2的交界面与Si反应生成氮氧化物，因 此在Si－SiO2的界面有氮氧化物组成的白带 生成，该现象导致栅氧化层的击穿电压下降。 因此要除去该氮氧化物，方法是生成氧化层 之后除去。
。 。 。 。 。 。 。 。 。
Field oxide
P-well
N-well
P-substrate
Байду номын сангаас
Si3N4 SiO2
P-substrate
几种不同的清洗方法：
Clean A： H2SO4（去油）＋NH4OH（尘埃、 颗粒）＋HCl（金属离子） Clean B： H2SO4（去油）＋HF：DI Water （1：15） ＋NH4OH（尘埃、颗粒）＋HCl （金属离子） Clean C： H2SO4（去油） ＋HF：DI Water （1：50） ＋NH4OH（尘埃、颗粒）＋HCl （金属离子）
P-FIELD IMPL离子注入到P阱中场氧下面的区域。 因为B在SiO2中的扩散系数大于Si，所以在Si和SiO2 的界面，有更多的杂质进入SiO2中，为使场氧区的阈 值电压足够大，即场氧区的杂质浓度比较高，对P阱 再一次进行离子注入。这样可以使寄生MOS管效应大 大减小。
Si的局部氧化工艺（LOCOS） LOCOS：Local Oxidation of Silicon
减小氧化过程中Si衬底内的应力
应力生成原因：
（1）Si衬底和Si4N3的热膨胀系数不匹配； （2）生长中的氧化层体积增加。
应力消除：
（1）高温下SiO2的粘性流（滞流）可减小这一应力； （2）SiO2和Si3N4的厚度比，当衬底中的应力超过Si的屈服强度 时，在Si中产生位错，增加SiO2的厚度可以减小衬底的应力。 （3）氧化层厚度必须与随氧化层厚度增加时氧化层的横向侵入 长度做折中。
§4 源、漏极的制作
N-well
ACTIVE
N+ N+ P+ P+
P-well P-substrate
N-well
掩模版
§5 接触孔的制作
N-well
ACTIVE
N+ N+ P+ P+
P-well P-substrate
N-well
掩模版
为什么要用BPSG做介质层呢？
加B的目的使介质层软化，使得介质层能够流动， 从而得到更加平坦的衬底表面，同时使得蚀刻速率 加快； 加P是改变SiO2的网路结构，使得能够沉积厚的 SiO2层（如果不加P，则SiO2层应力过大，会造成 SiO2的开裂，同时P有吸杂的功能。 为了使B、P杂质不能进入SiO2，介质层的生长方法 均为先生长一层NSG。
Si3N4的沉积
Si3N4 薄膜不易被氧、碱金属离子渗透，适合作为掩模及护层
LPCVD Si3N4沉积温度一般为750 ℃
PECVD Si3N4沉积温度一般为450 ℃ 用 PECVD沉积方法沉积的Si3N4可以有效地降低拉伸力，从 而可以增加薄膜厚度，适合作保护层。
Si3N4下面薄的缓冲氧化层作用：
CMOS集成电路 制造过程
1.2um SPSM PROCESS
§1 阱的制作
P-well N-well N-well
P-well 掩模版 P-substrate
N-well
Twin Well （1）
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. WAFER START WAFER IQC LASER MARKING CLEAN A PAD OX THK MEAS NITRIDE DEP THK MEAS Tn=1500±150Å Tox=350±30Å SUBSTRATE: P<100> RS=15~25Ω.cm
