CMOS的制作需要经过一系列的复杂的化学和物理操作,而做为一名集成电路版图(ic layout)工程师,系统的了解这个在半导体制造技术中具有代表性的CMOS工艺流程是非常有必要的。只有熟悉了工艺流程才会了解各层次之间的关系,才会在IC Layout的绘制中考虑到版图中各层次对流片产生的影响。
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初始清洗
将晶圆放入清洗槽中,利用化学或物理方法将在晶圆表面的尘粒或杂质去除,防止这些杂质尘粒对后续制造工艺造成影响。
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前置氧化
利用热 氧化法生 长一层二氧化硅(Si 02 )薄 膜,目的是为了降低后续生长 氮化硅(Si3N4)薄 膜工艺 中的应力 。氮化硅具有很强的应力,会影响晶圆表面的结构,因此要在这一层S i3 N4 及硅晶圆之间生长一层Si02 薄 膜,以此来减缓 氧化硅与硅晶圆间的应力。
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淀积Si3N4
利用低 压化学气相沉积(L PC VD )技术,沉 积一层Si3N4 ,用来作为离子注入的掩模板,同 时在后续工艺中定义 p阱的区域。
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p 阱的形成
将光刻胶涂在晶圆上后,利用光刻技术,将所要形成的p型阱区的图形定义出来,即将所要定义的p型阱区的光刻胶去除。
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去除Si3N4
利用 干法刻蚀的方法将晶圆表面的 Si3N4 去除。
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p 阱离子注入
利用 离子注入技术 ,将棚打入晶圆中,形成P阱 ,接着利用无机榕液(硫酸)或干式臭氧烧除法将光刻胶去除。
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p 阱退火及氧化层的形成
将晶圆放入炉管中进行高温处理,以达到硅晶圆退火的目的,并顺便形成层n阱的离子注入掩模层,以阻止后续步骤中(n阱离子注入)n型掺杂离子被打入p阱内。
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去除 Si3N4
利用热磷酸 湿式蚀刻方法将晶圆表面的 Si3N4 去除掉。
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n阱离子注入
利用离子注入技术,将磷打入晶圆中,形成n阱。而在p阱的表面上,由于 有一层Si 02 膜保护,所以磷元素不会打入p阱 中。
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n 阱退火
离子注入后,会严重破坏硅晶圆晶格的完整性。所以掺杂 离子注入后的 晶圆必须经过适当的处理以回复原始的晶格排列。退火就是利用热能来消除晶圆中晶格缺陷和内应力,以恢复晶格的完整性,同时使注入的掺杂原子扩散到硅原子的替代位置,使掺杂元素产生电特性。
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去除Si02
利用湿法刻蚀方法去除晶圆表面的Si02 。
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前置氧化
利用热氧化法在晶圆上形成一层薄的氧化层,以减轻后续Si3N4 沉积工艺所产生的应力。
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Si3N4 的淀积
利用LPCVD 技术淀积Si3N4 薄膜,用于定义出元器件隔离区域,便不被Si3N4 遮盖的区域可被氧化而形成组件隔离区。
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元器件隔离区的掩模形成
利用光刻技术,在晶圆上涂覆光刻胶,进行光刻胶曝光与显影,接着将氧化绝缘区域的光刻胶去除,以定义出元器件隔离区。
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Si3N4的刻蚀
以活性离子刻蚀法去除氧化区域上的S i3N4 ,再将所有光刻胶去除。
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元器件隔离区的氧化
利用氧化技术 ,长 成一层Si 02 膜,形成元器件的隔离区。