(半导体集成电路.ppt

第一章基本内容回顾 1、PN结结构和工作原理 2、MOS器件的电路符号 3、NMOS、PMOS的断面结构图 4、N沟增强型MOS管工作在不同区域时的沟道电流（大信号特性中参数的计算） 5、NMOS小信号等效电路图 第一章基本内容回顾 1、PN结结构和工作原理 2、MOS器件的电路符号 3、NMOS、PMOS的断面结构图 4、N沟增强型MOS管工作在不同区域时的沟道电流（大信号特性中参数的计算） 5、NMOS小信号等效电路图 第一章基本内容回顾 1、PN结结构和工作原理 2、MOS器件的电路符号 3、NMOS、PMOS的断面结构图 4、N沟增强型MOS管工作在不同区域时的沟道电流 5、NMOS小信号等效电路图 第一章基本内容回顾 1、PN结结构和工作原理 2、MOS器件的电路符号 3、NMOS、PMOS的断面结构图 4、N沟增强型MOS管工作在不同区域时的沟道电流 5、NMOS小信号等效电路图 1、PN结结构和工作原理 2、MOS器件的电路符号 3、NMOS、PMOS的断面结构图 4、N沟增强型MOS管工作在不同区域时的沟道电流 5、NMOS小信号等效电路图 1、PN结结构和工作原理 2、MOS器件的电路符号 3、NMOS、PMOS的断面结构图 4、N沟增强型MOS管工作在不同区域时的沟道电流 5、NMOS小信号等效电路图 第二章 集成电路制造技术 集成电路制造技术的进步一直是半导体从业者所追求的目标。现在的集成电路制造技术正在迅速发展，其中CMOS先进工艺技术已经开始由深亚微米（DSM）制造向超深亚微米（VDSM）制造阶段发展，Bipolar先进工艺技术也开始由微米制造向亚微米制造阶段发展，BiCMOS工艺则正在向深亚微米制造的纵深发展。集成电路制造技术的不断发展，不仅需要材料工程、固体物理及半导体器件物理等学科的研究人员的不懈努力，也需要大量的资金投入。虽然集成电路设计工程师不需要完全了解整个制造技术，但是对于基本制造技术及关键单项工艺的学习对集成电路设计是有帮助的。本章基于集成电路设计的需要，介绍了CMOS工艺、Bipolar工艺和BiCMOS工艺的基本工艺过程、关键单项工艺、器件结构及版图。 问题 1、简述扩散技术的基本过程，并总结扩散技术中的注意事项。 2、CMOS基本制造技术有哪些？分析SOI CMOS工艺的特点。 3、 简述P阱CMOS工艺的工艺流程（课堂自学内容）。 4、CMOS设计规则分类？请分别给予解释。 5、简述PN结隔离Bipolar集成电路工艺的工艺流程，画出NPN晶体管剖面图（课堂自学内容）。 6、 BiCMOS工艺的分类？比较各自的特点。 7、 使用场氧化层的原因是什么？为什么它在阱区中经常不需要？ 8、 在什么工艺情况下使用埋层，埋层的引入能解决什么问题？ 9、试分析为什么采用多晶硅而非金属来形成MOS晶体管的栅极？ 1、简述扩散技术的基本过程，并总结扩散技术中的注意事项。 扩散和离子注入技术统称为掺杂技术，是以杂质离子（5价或3价）取代硅晶圆中的硅原子，使得该硅晶圆带电（正电或负电），当掺杂浓度越高时，带电量就越多。 扩散可以分成两个步骤来进行：首先将浓度很高的杂质沉淀在硅晶圆的表面上，即预扩散，然后建立扩散的条件，如通过高温将杂质离子扩散进入硅晶圆内部。 如果要将P元素（5价）扩散到硅晶圆中，可以先将PH3气体与N2、O2的混合气体一起流入反应晶体中，当工艺设备内部开始加温时，就会引起下列的化学反应： 当产生的P2O5到达硅晶体中表面时，又会引起下列的化学反应： 结果在表面产生SiO2，同时释放P元素，并且积累在硅晶圆的表面上，而P元素溶入硅晶圆中有一定的限度，它与温度有关，称为固态可溶性。 扩散后硅晶圆内部的杂质离子总数可以表示为： （2.1） 其中N表示扩散过程中杂质浓度的最高极限值，D表示高温下的预扩散系数，t为预扩散时间。不过预扩散只能将杂质扩散到硅晶圆的浅层区域，若要将杂质扩散更深一点，就要进行深层扩散。 扩散不能精确控制掺杂浓度，并存在比较严重的横向扩散效应，所以当需要低浓度掺杂时，则通常采用离子输入法，即利用高能量的掺杂离子撞击表面，使其掺杂到硅晶圆内部，其中的杂质深度就与赋予杂质能量的大小有关。当杂质注入之后，要将硅晶圆安置在1000℃左右的炉中进行退火，以便使硅晶圆恢复晶体结构。 2、CMOS基本制造技术有哪些？分析SOI CMOS工艺的特点。 CMOS工艺是目前超大规模集成电路系统最理想的制造技术，是片上系统（SOC）设计的基本制造技术。 CMOS