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CMOS工艺基础知识CMOS工艺基础知识张侠CMOS工艺基础知识MOS(metaloxidesemiconductor金属氧化物半导体),按制程可以分为:Pmos:在MOS制程技术中是最简单,所以被应用的最早。是利用空穴来导电,速度较慢。Nmos:利用电子来做传导的工作,因为电子的漂移速度约为空穴的二至三倍,因此在相同的条件下,nMOS制程的电路可以工作得比pMOS快。Cmos:同时包含了nMOS和pMOS,因此制程技术变得较为复杂。通常在CMOS电路中成对的包含nMOS和pMOS晶体管,在稳态时只有一组晶体管能够导通,所以可以说没有...

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CMOS工艺基础知识张侠CMOS工艺基础知识MOS(metaloxidesemiconductor金属氧化物半导体),按制程可以分为:Pmos:在MOS制程技术中是最简单,所以被应用的最早。是利用空穴来导电,速度较慢。Nmos:利用电子来做传导的工作,因为电子的漂移速度约为空穴的二至三倍,因此在相同的条件下,nMOS制程的电路可以工作得比pMOS快。Cmos:同时包含了nMOS和pMOS,因此制程技术变得较为复杂。通常在CMOS电路中成对的包含nMOS和pMOS晶体管,在稳态时只有一组晶体管能够导通,所以可以说没有静态功率消耗(statICpower),是目前最省功率的一种电路,现今流行的技术之一。CMOS工艺基础知识几个常见的名词:Wafer晶圆Diffusion(active)扩散、有源区Implant植入、注入Poly多晶硅Substrate衬底well井Diode二极管Bipolar三极管Resistor电阻capacitor电容Source源极gate栅极Drain漏极pin引脚IDM大型垂直型企业Foundry晶圆代工厂Fabless没有制造厂的设计公司CMOS工艺基础知识PMOS的基本结构图:PMOS:是通过扩散或离子注入在N阱中掺入3价离子(如硼B铝Al)制作出P型区,分别叫源极和漏极,同时在源漏之间的氧化层上制作一个金属电极(或者是导电的多晶硅)-----栅极,这样就得到一个PMOS管。CMOS工艺基础知识CMOS工艺基础知识NMOS的基本结构图:NMOS:是通过扩散、离子注入等方法在P型衬底上掺入5价离子(如磷P、砷As)制作出两个N型区,分别叫源极和漏极,同时在源漏之间的氧化层上制作一个金属电极(或者是导电的多晶硅)-----栅极,这样就得到一个NMOS管。CMOS工艺基础知识CMOS工艺基础知识CMOS反相器基本结构图:CMOS(Complementary互补式mos)简单来说,CMOS电路就是在同一个基体上建立pmos和nmos来达成一个逻辑电路,具有相当高的输入阻抗,低功率消耗。CMOS工艺基础知识CMOS工艺基础知识以一个Nwell制程的CMOS反相器为例,看其制造的工艺步骤:制作Nwell:1、氧化:在P型硅衬底芯片上生长一层SIO2。2、光刻:按照光刻版图在氧化层上刻出进行N阱掺杂的窗口。3、N阱掺杂(掺杂P元素)。生长场氧:1、淀积氮化硅层:N阱生成后,应先除去硅片表面的氧化层。然后从新生长一薄层氧化层,并在其上淀积一层薄氮化硅。2、光刻:按版图进行有源区光刻,并将有源区的氧化层和氮化硅层保留。其余去除。3、氧化层生长:在没有氧化层和氮化硅层保护的区域,生长一层较厚的氧化层。CMOS工艺基础知识以一个Nwell制程的CMOS反相器为例,看其制造的工艺步骤:制作栅极:1、生长栅氧化层:去除掉有源区上的氧化层和氮化硅层后,生长一层高质量的薄氧化层作为栅氧化层。2、在栅氧化层上淀积一层作为栅电极材料的多晶硅。3、光刻:光刻多晶硅。只保留作栅电极以及其互连作用的多晶硅。制作PMOS:1、光刻:按照版图刻出P沟道MOS晶体管源漏区掺杂的窗口。2、掺杂:通过光刻窗口掺入P型杂质。这时光刻窗口中的多晶硅对掺杂起到“掩模”的作用,故多晶硅下方的区域未掺入杂质。CMOS工艺基础知识以一个Nwell制程的CMOS反相器为例,看其制造的工艺步骤:制作NMOS:1、光刻:去除P沟道MOS管掺杂时用的光刻胶后按版图刻出N沟道MOS晶体管源漏区掺杂的窗口。2、掺杂:通过光刻窗口掺入N型杂质。这时窗口中多晶硅下方的区域亦未掺入杂质,即是NMOS晶体管的沟道。反相器的金属互连线:1、打过孔:先生长一层氧化层,根据过孔的版图刻蚀氧化层,显出过孔的位置2、采用蒸发或溅射工艺在芯片表面淀积金属层3、光刻:按照电路连接要求生成互连线。这就是一个N阱CMOS反相器的大体工艺流程。(参看FLASH)上机内容结合Mos的工艺结构,请动手设计一个PMOS的版图。
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