集成电路器件工艺幻灯片.ppt

* 4.3.2 NMOS工艺 由于电子的迁移率?e大于空穴的迁移率?h，即有?e?2.5?h, 因而，N沟道FET的速度将比P沟道FET快2.5倍。那么，为什么MOS发展早期不用NMOS工艺做集成电路呢？问题是NMOS工艺遇到了难关。所以, 直到1972年突破了那些难关以后, MOS工艺才进入了NMOS时代。 * 了解NMOS工艺的意义 目前CMOS工艺已在VLSI设计中占有压倒一切的优势. 但了解NMOS工艺仍具有几方面的意义: CMOS工艺是在PMOS和NMOS工艺的基础上发展起来的. 从NMOS工艺开始讨论对于学习CMOS工艺起到循序渐进的作用. NMOS电路技术和设计方法可以相当方便地移植到CMOS VLSI的设计. GaAs逻辑电路的形式和众多电路的设计方法与NMOS工艺基本相同. * 增强型和耗尽性MOSFET (Enhancement mode and depletion mode MOSFET) FET（Field Effect Transisitor） 按衬底材料区分有Si, GaAs, InP 按场形成结构区分有 J/MOS/MES 按载流子类型区分有 P/N 按沟道形成方式区分有 E/D * E-/D-NMOS和E-PMOS的电路符号 图 4.13 * E-NMOS的结构示意图(增强型VD=0V, Vgs=Vsb=0V) 图4.14 E-NMOS的结构示意图 * D-NMOS的结构示意图(耗尽型 VD=0V, Vgs=Vsb=0V) 图4.14 D-NMOS的结构示意图 * E-PMOS的结构示意图 (增强型 VD=0V, Vgs=Vsb=0V) 图4.14 E-PMOS的结构示意图 * 工作原理：在栅极电压作用下，漏区和源区之间形成导电沟道。这样，在漏极电压作用下，源区电子沿导电沟道行进到漏区，产生自漏极流向源极的电流。改变栅极电压，控制导电沟道的导电能力，使漏极电流发生变化。 E-NMOS工作原理图 * E-NMOS工作原理图 VgsVt，Vds=0V VgsVt，VdsVgs-Vt VgsVt，VdsVgs-Vt 图4.15 不同电压情况下E-NMOS的沟道变化 P. 56 * NMOS工艺流程 图4.16 NMOS工艺的基本流程 * 表4.3 NMOS的掩膜和典型工艺流程 * 图4.17 NMOS反相器电路图和芯片剖面示意图 S D D S * 4.3.3 CMOS工艺 进入80年代以来，CMOS IC以其近乎零的静态功耗而显示出优于NMOS，而更适于制造VLSI电路，加上工艺技术的发展，致使CMOS技术成为当前VLSI电路中应用最广泛的技术。 CMOS工艺的标记特性 阱/金属层数/特征尺寸 * 1?Poly-, P阱CMOS工艺流程 图4.18 * 典型1P2M n阱CMOS工艺主要步骤 * 图4.18 P阱CMOS芯片剖面示意图 * 图4.19 N阱CMOS芯片剖面示意图 * 图4.20 双阱CMOS工艺 （1） （2） （3） （4） P阱注入 N阱注入 衬底准备 光刻P阱 去光刻胶,生长SiO2 * （5） （6） （7） （8） 生长 Si3N4 有源区 场区注入 形成厚氧 多晶硅淀积 * （9） （