铝栅硅栅器件的版图.ppt

铝栅工艺MOSFET的结构StructureN阱硅栅CMOSIC的剖面图
以SiO2为栅介质时，叫MOS器件，这是最常使用的器件形式。历史上也出现过以Al2O3为栅介质的MAS器件和以Si3N4为栅介质的MNS器件，以及以SiO2+Si3N4为栅介质的MNOS器件，统称为金属-绝缘栅-半导体器件--MIS器件。
以Al为栅电极时，称铝栅器件。以重掺杂多晶硅(Poly-Si)为栅电极时，
称硅栅器件。它是当前MOS器件的主流器件。硅栅工艺是利用重掺杂的多晶硅来代替铝做为MOS管的栅电极，使MOS电路特性得到很大改善，它使|VTP|下降1.1V，也容易获得合适的VTN值并能提高开关速度和集成度。硅栅工艺具有自对准作用，这是由于硅具有耐高温的性质。栅电极，更确切的说是在栅电极下面的介质层，是限定源、漏扩散区边界的扩散掩膜，使栅区与源、漏交迭的密勒电容大大减小，也使其它寄生电容减小，使器件的频率特性得到提高。另外，在源、漏扩散之前进行栅氧化，也意味着可得到浅结。铝栅工艺为了保证栅金属与漏极铝引线之间有一定的间隔，要求漏扩散区面积要大些。而在硅栅工艺中覆盖源漏极的铝引线可重迭到栅区，这是因为有一绝缘层将栅区与源漏极引线隔开，从而可使结面积减少30%~40%。硅栅工艺还可提高集成度，这不仅是因为扩散自对准作用可使单元面积大为缩小，而且因为硅栅工艺可以使用“二层半布线”即一层铝布线，一层重掺杂多晶硅布线，一层重掺杂的扩散层布线。由于在制作扩散层时，多晶硅要起掩膜作用，所以扩散层不能与多晶硅层交叉，故称为两层半布线．铝栅工艺只有两层布线：一层铝布线，一层扩散层布线。硅栅工艺由于有两层半布线，既可使芯片面积比铝栅缩小50%又可增加布线灵活性。简化N阱硅栅CMOS工艺演示氧化层生长曝光氧化层的刻蚀N阱注入形成N阱氮化硅的刻蚀场氧的生长去除氮化硅重新生长二氧化硅（栅氧）生长多晶硅刻蚀多晶硅刻蚀多晶硅P+离子注入N+离子注入生长磷硅玻璃PSG光刻接触孔刻铝刻铝光刻8，刻压焊孔掩膜版铝栅PMOSFET的制造流程*Step1:(layering)Growthicklayer(5000Ǻ)ofsilicondioxide(fieldoxide)toactasadopingbarrier.*Step2a:(patterning)Applyphotoresist.Source/Drain:Photomask(darkfield)mask1Step2b:(patterning)Exposephotoresisttocreatetemporarypatternforsource/drainregions.Step2c:(patterning)Developphotoresist,completingtemporarypatternforsource/drainregions.Step2d:(patterning)Wetetchpermanentopeningsforsource/drainintofieldoxide.Step2e:(patterning)Removephotoresist.Permanentpatternremainsinthesilicondioxide.Source/DrainWindows:MicroscopeViewmask1*Step3a:(doping)Applyp-typespin-ondopantfilm.Boronpenetratesintothesiliconthroughtheholesinthefieldoxidetobeginformationofthesourceanddrainregions.Step3b:(heattreatment)Drivedopantsdeeperintosiliconusinghightemperatures(~1000℃),completingformationofthesourceanddrainregions.Step4a:(layering)WetetchtoremoveSOD(spin-ondopant)andfieldoxidelayers.Source/DrainDoping:MicroscopeView
Mask1*Step4b:(layering)Regrownewfieldoxidelayer.*Step5a:(patterning)Applyphotoresist.Gate:Photomask(darkfield)mask2Step5b:(patterning)Exposephotoresisttocreatetemporarypatternforgateregion.Step5c:(patterning)Developphotoresist,completingtem