Ch2、3集成电路器件工艺.ppt

第2章双极集成电路器件工艺2.1双极型集成电路的基本制造工艺NPN管的版图与剖面图埋层区（1）典型PN结隔离工艺流程P-Sub（1）典型PN结隔离工艺流程（续2）（1）典型PN结隔离工艺流程（续3）（1）典型PN结隔离工艺流程（续4）（1）典型PN结隔离工艺流程（续5）（1）典型PN结隔离工艺流程（续6）（2）典型PN结隔离工艺光刻掩膜版汇总（3）外延层电极的引出（4）埋层的作用集成电路中的晶体管及其寄生效应集成NPN晶体管常用图形及特点（1）单基极条形集成NPN晶体管常用图形及特点（2）双基极条形集成NPN晶体管常用图形及特点（3）双基极双集电极形集成NPN晶体管常用图形及特点（4）双射极双集电极形集成NPN晶体管常用图形及特点（5）马蹄形集成NPN晶体管常用图形及特点（6）梳状思考题电流分配与控制提高NPN管β值的途径双磷扩散结构双硼扩散结构超增益管的特点双极集成电路中的基本器件是NPN管但在模拟电路中也往往需要PNP管因为集成电路的工艺主要是针对大量应用的NPN晶体管设计的因此在一般情况下PNP管都是在与NPN管制造工艺兼容的情况下制造的。在集成电路中常用的PNP管主要有两大类：横向PNP管和衬底PNP管。为了减小寄生PNP管的影响可以从版图和工艺上采取措施。异质结双极晶体管（HBT）AlGaAs/GaAs基异质结双极性晶体管第3章MOS集成电路的元件形成及其寄生效应图4.7MOS工艺的分类认识MOSFET3.1PMOS工艺早期的铝栅工艺铝栅PMOS工艺特点：Al栅MOS工艺缺点Al栅MOS工艺的栅极位错问题铝栅重叠设计铝栅重叠设计的缺点克服Al栅MOS工艺缺点的根本方法自对准技术与标准硅工艺标准硅栅PMOS工艺硅栅工艺的优点：3.2NMOS工艺了解NMOS工艺的意义增强型和耗尽性MOSFET(EnhancementmodeanddepletionmodeMOSFET)3.3CMOS工艺P阱CMOS芯片剖面示意图N阱CMOS芯片剖面示意图N阱硅栅CMOS工艺主要流程1.衬底准备P-SubN阱硅栅CMOS工艺主要流程（续）3.N-阱注入N-阱推进退火清洁表面P-SubP-SubP-SubN阱硅栅CMOS工艺主要流程（续）7.P+active注入（Pplus）（硅栅自对准）N阱硅栅CMOS工艺主要流程（续）8.N+active注入（Nplus—Pplus的反版）（硅栅自对准）N阱硅栅CMOS工艺主要流程（续）9.淀积BPSG光刻接触孔(contact)回流N阱硅栅CMOS工艺主要流程（续）10.蒸镀金属1反刻金属1（metal1)N阱硅栅CMOS工艺主要流程（续）11.绝缘介质淀积平整化光刻通孔(via)N阱硅栅CMOS工艺主要流程（续）12.蒸镀金属2反刻金属2（metal2)N阱硅栅CMOS工艺主要流程（续）13.钝化层淀积平整化光刻钝化窗孔(pad)N阱硅栅CMOS工艺光刻掩膜版汇总简图寄生PNPN效应NwellNdiffusionPdiffusionPolygateN+implantP+implantcontactMetal1viaMetal2VDDCMOS的主要优点是集成密度高而功耗低工作频率随着工艺技术的改进已接近TTL电路但驱动能力尚不如双极型器件所以近来又出现了在IC内部逻辑部分采用CMOS技术而I/O缓冲及驱动部分使用双极型技术的一种称为BiCMOS的工艺技术。BiCMOS工艺技术大致可以分为两类：分别是以CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺和以双极工艺为基础的BiCMOS工艺。一般来说以CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺对保证CMOS器件的性能比较有利同样以双极工艺为基础的BiCMOS工艺对提高保证双极器件的性能有利。影响BiCMOS器件性能的主要部分是双极部分因此以双极工艺为基础的BiCMOS工艺用的较多。BiCMOS工艺下NPN晶体管的俯视图和剖面图A.以P阱CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺B.以N阱CMOS工艺为基础的BiCMOS工艺图4.23N阱CMOS-NPN外延衬底结构剖面图C.以双极性工艺为基础的BiCMOS工艺图4.24P阱BiCMOS图4.25以双极工艺为基础的双埋层双阱Bi-CMOS工艺的器件结构剖面图