n阱CMOS芯片制作工艺设计.ppt

wx曦 半导体 wx曦 题目：n阱CMOS芯片制作工艺设计 组别：第三组 n沟多晶硅栅MOSFET：阈值电压VTn=0.5V, 漏极饱和电流IDsat≥1mA, 漏源饱和电压VDsat≤3V，漏源击穿电压BVDS=35V, 栅源击穿电压BVGS≥20V, 跨导gm≥2mS, 截止频率fmax≥3GHz（迁移率μn取600cm2/V·s） p沟多晶硅栅MOSFET：阈值电压VTp= -1V, 漏极饱和电流IDsat≥1mA, 漏源 饱和电压VDsat≤3V，漏源击穿电压BVDS=35V, 栅源击穿电压BVGS≥20V, 跨导gm≥0.5mS, 截止频率fmax≥1GHz（迁移率μp取220cm2/V·s） 设计步骤： 分析器件的预期特性要求 计算器件的结构参数 确定器件的工艺流程 设计器件的工艺参数 对器件的结构参数进行验证 给出n阱CMOS芯片的工艺实施方案 器件的结构参数设计 pMOS结构参数设计： 工艺流程： * * 任务: ①.MOS管的器件特性参数设计计算； ②.画出每步对应的剖面图； ③.掺杂工艺参数计算：分析、设计实现n阱 条件并进行掩蔽氧化膜、多晶硅栅膜等 厚度验证 ④.给出n阱CMOS芯片制作的工艺实施方案 特性指标要求： 思路：由器件的电特性分析计算出器件的结构参数 漏极饱和电流 IDsat ≥1mA 漏源饱和电压VDsat ≤3V 漏极饱和电流 IDsat 漏源饱和电压VDsat nMOS结构参数设计： 跨导gm 跨导gm≥2mS 截止频率fmax 截止频率fmax≥3GHz L≦3.09um ｝ 漏极饱和电流 IDsat ≥1mA 漏源饱和电压VDsat ≤3V 跨导gm≥0.5mS 截止频率fmax≥1GHz L=2um W=52um 考虑到un大约等于up的二倍，因此将PMOS的宽长比取为NMOS宽长比的二倍 结构参数设计结果： NMOS：栅长 L=2um 栅宽 W=36um 栅氧化层tox 沟道栅长L的验证 PMOS：栅长 L=2um 栅宽 W=52um sio2 P衬底 一次氧化 一次光刻 形成n阱窗口 sio2 P衬底 sio2 P衬底 N阱 离子注入形成浅结 退火推进形成n阱 P衬底 N阱 除二氧化硅层 P衬底 N阱 淀积氮化硅 氮化硅 P衬底 N阱 光刻氮化硅 氮化硅 P衬底 N阱 生长场氧 用于器件隔离 氮化硅 场氧 P衬底 N阱 场氧 除氮化硅掩蔽膜 P衬底 N阱 开启电压调整后 进行栅氧淀积 场氧 栅氧化层 P衬底 N阱 淀积多晶硅 多晶硅 P衬底 N阱 光刻多晶硅 形成源漏区掺杂窗口 P衬底 N阱 保护pmos源漏区（光刻胶） 离子注入形成nmos源漏区 P衬底 N阱 保护nmos源漏区（光刻胶） 离子注入形成pmos源漏区 P衬底 N阱 除光刻胶 P衬底 N阱 PSG 表面钝化淀积PSG P衬底 N阱 AI N+ N+ P+ P+ 硅衬底 N阱 刻蚀引线口 淀积Al，光刻Al 栅氧 场氧 金属铝 PSG 工艺参数设计： ｝ 所有的掺杂均采用 离子注入工艺实现 N阱工 艺参数 NMOS工 艺参数 PMOS工 艺参数 N阱工艺是分两步实现的 先是浅结离子注入然后是退火推进使N阱达到所需结深 *