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1、 离子植入磷离子(+5)，所以出现多余电子，呈现负电荷状态。电荷移动速度高于P型约0.25倍。以缓冲氢氟酸液去除二氧化硅层。 在表面重新氧化生成二氧化硅层，LPCVD沉积 氮化硅层，以光阻定出下一步的field oxide区域。 在上述多晶硅层外围，氧化二氧化硅层以作为保护。涂布光阻，以便利用光刻技术进行下一步的工序。 形成NMOS，以砷离子进行植入形成源漏极。 此工序在约1000中完成，不能采用铝栅极工艺，因铝不能耐高温，此工艺也称为自对准工艺。砷离子的植入也降低了多晶硅的电阻率(块约为30欧姆)。还采用在多晶硅上沉积高熔点金属材料的硅化物(MoSi2、WSi2、TiSi2等)，形成多层结构
2、 以类似的方法，形成PMOS，植入硼(+3)离子。 (后序中的PSG或BPSG能很好的稳定能动钠离子，以保证MOS电压稳定)。 后序中的二氧化硅层皆是化学反应沉积而成，其中加入PH3形成PSG (phospho-silicate-glass)，加入B2H6形成BPSG (boro-phospho-silicate-glass)以平坦表面。所谓PECVD (plasma enhanced CVD) 在普通CVD反应空间导入电浆(等离子)，使气体活化以降低反应温度)。 光刻技术定出孔洞，以溅射法或真空蒸发法，依次沉积钛+氮化钛+铝+氮化钛等多层金属。(其中还会考虑到铝的表面氧化和氯化物的影响)。由
3、于铝硅固相反应，特别对浅的PN结难以形成漏电流 (leak current)小而稳定的接触，为此使用TiN等材料，以抑制铝硅界面反应，并有良好的欧姆，这种材料也称为势垒金属(barrier metal)。 RIE刻蚀出布线格局。以类似的方法沉积第二层金属，以二氧化硅绝缘层和介电层作为层间保 护和平坦表面作用。 为满足欧姆接触要求，布线工艺是在含有510%氢的氮气中，在400500温度下热处理1530分钟(也称成形forming)，以使铝和硅合金化。最后还要定出PAD接触窗，以便进行bonding工作。 (上述形成的薄膜厚度的计算可采用光学衍射、倾斜研磨、四探针法等方法测得)。 2. 典型N阱C
4、MOS工艺的剖面图源硅栅漏薄氧化层金属场氧化层 p-阱n-衬底（FOX）低氧 CMOS process p+p+p- Process (Inverter)p-sub P-diffusionN-diffusionPolysiliconMetalLegend of each layercontactN-wellGND低氧场氧p-sub p+In VDDS G D D G S图例 Layout and Cross-Section View of InverterIn Top View or LayoutCross-Section View P-diffusionN-diffusionPolysili
5、conMetalLegend of each layercontact VDD GNDGNDOutVDDInverter InOutN-well图例 Process field oxide field oxide field oxide 3. Simplified CMOS Process FlowCreate n-well and active regionsGrow gate oxide (thin oxide)Deposit and pattern poly-silicon layerImplant source and drain regions, substrate contacts
6、Create contact windows, deposit and pattern metal layers N-well, Active Region, Gate Oxide Cross Section n-wellTop View S G D D G SMetalMetal MetalPolysiliconn+ p+ VDDVSS pMOSFETnMOSFET Poly-silicon Layer Top View Cross-Section N+ and P+ RegionsTop View Ohmic contactsCross-Section SiO2 Upon Device &
7、 Contact EtchingTop View Cross-Section Metal Layer by Metal EvaporationTop View Cross-Section A Complete CMOS InverterTop View Cross-Section DiffusionSiO2 FETPolysilicon Transistor - LayoutDiffusion Polysilicon layers N-DiffusionPoly-siliconMetal 1Metal 2 SiO2SiO2SiO2 P-Diffusion Via and ContactsDif
8、fusionMetal 2 SiO 2SiO2PolysiliconMetal-Diff Contact Metal-Poly ContactSiO2 ViaMetal 1 Inverter ExampleMetal-nDiff ContactMetal-Poly Contact Via VDDGNDVDD Metal 2Metal 1 Metal-nDiff Contact GND 4. MOS电路版图举例1) 铝栅CMOS电路版图设计规则2) 铝栅、硅栅MOS器件的版图3) 铝栅工艺CMOS版图举例 4) 硅栅工艺MOS电路版图举例 5) P阱硅栅单层铝布线CMOS集成电路的工艺过程6) CMOS IC 版图设计技巧 7) CMOS反相器版图流程 1) 铝栅CMOS电路版图设计规则
工艺流程与MOS电路版图举例
