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第三章 MOS IC的工艺结构及版图设计 §3-1 MOS管的 阈值电压与工艺特点 §3-1-1 MOS管的阈值电压 MOS管阈值电压VT §3-1-1 MOS管的阈值电压 金半接触电势差 不同材料栅/衬底的 值差别显著 §3-1-1 MOS管的阈值电压 硅的费米势 对掺杂浓度在 范围的Si而言 的值近似可取0.3V §3-1-1 MOS管的阈值电压 氧化层电荷 ? §3-1-1 MOS管的阈值电压 耗尽层电荷 §3-1-2 MOS-IC工艺特点与VT 不同栅极材料对VT值的影响 Al栅/p型Si，衬底掺杂浓度 Al栅-NMOS §3-1-2 MOS-IC工艺特点与VT 不同栅极材料对VT值的影响 Al栅/n型Si，衬底掺杂浓度 Al栅-PMOS §3-1-2 MOS-IC工艺特点与VT 不同栅极材料对VT值的影响 p-Si栅/n型Si，衬底掺杂浓度 Si栅掺杂浓度 p-Si栅-PMOS §3-1-2 MOS-IC工艺特点与VT 不同栅极材料对VT值的影响 p-Si栅/p型Si，衬底掺杂浓度 Si栅掺杂浓度 p-Si栅-NMOS §3-1-2 MOS-IC工艺特点与VT 不同栅极材料对VT值的影响 n-Si栅/p型Si，衬底掺杂浓度 Si栅掺杂浓度 n-Si栅-NMOS §3-1-2 MOS-IC工艺特点与VT 不同栅极材料对VT值的影响 n-Si栅/n型Si，衬底掺杂浓度 Si栅掺杂浓度 n-Si栅-PMOS §3-1-2 MOS-IC工艺特点与VT 氧化层厚度对VT值的影响 栅氧化层要薄，则 大 场氧化区，tox=15000? p-Si栅-PMOS §3-1-2 MOS-IC工艺特点与VT 氧化层质量对VT值的影响 有正负离子的沾污，则 变大 衬底材料晶向对VT值的影响 (100)晶向的Si衬底界面态电荷少 选择(100)晶向的Si衬底有利于降低阈值电压绝对值 离子注入对VT值的影响 可通过离子注入调整衬底的掺杂浓度，从而调整 衬底的费米势，进而达到控制VT值的目的 §3-2 硅栅MOS结构 §3-2-1 硅栅MOS工艺的特点 硅栅工艺的发展与特点 铝栅套准精度的限制和硅栅“自对准”的特点 硅栅与硅衬底之间的接触电势差小 多晶硅能忍受高温 不仅可以作为栅电极，而且可以作为互连线 满足多层布线技术中的布线要求 有利于表面平坦化 硅栅比铝栅有更高的电阻率 更长的RC时间常数 直流电压传输损失 §3-2-2 场区、有源区和 等平面工艺 场区和有源区 有源区是用以制作MOS晶体管、电阻或电容的区域 场区由很厚的热生长SiO2层组成 等平面工艺 全凹陷氧化工艺（FUROX） §3-2-2 场区、有源区和 等平面工艺 §3-3 MOS电路的 工艺结构 §3-3-1 E/D MOS倒相器工艺结构 E/D NMOS倒相器的工艺流程 有源区图形化 氮化硅图形化 有源区的形成 场氧化区硼注入 场氧化 除去Si3N4后形成一被厚氧化层包围的有源区 耗尽管沟道的离子注入 埋孔腐蚀 §3-3-1 E/D MOS倒相器工艺流程 E/D NMOS倒相器的工艺流程 淀积多晶硅栅 栅氧化区腐蚀 自对准离子注入形成漏源区 淀积CVD SiO2 E/D MOS倒相器的引线孔 淀积金属层并图形化 完成的E/D NMOS倒相器 §3-3-2 CMOS倒相器工艺结构 CMOS倒相器的工艺流程 硼离子注入形成 p 阱 生长薄氧化层，形成有源区 多晶硅的生长与刻蚀，生成硅栅 离子注入形成PMOS管的漏源区 离子注入形成 p 阱里的NMOS管的漏源区 生成接触孔 金属布线 §3-3-2 CMOS倒相器工艺结构 CMOS倒相器的工艺流程 §3-3-2 CMOS倒相器工艺结构 CMOS电路工艺中的阱 p 阱 工艺成熟 容易制作成两种型号的MOS器件较平衡的特性 更少的场反型问题的影响 有利于需要 p 型隔离区的场合 n 阱 有场反型的问题 较难制备纯静态、高性能的逻辑电路