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A崛起的CMOS工艺制程技术
1.典型工艺技术：
①双极型工艺技术
②PMOS工艺技术
③NMOS工艺技术
④CMOS工艺技术
2.特殊工艺技术：
①BiCOMS工艺技术
②BCD工艺技术
③HV-CMOS工艺技术
《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/28
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1.典型工艺技术：
①双极型工艺技术
②PMOS工艺技术
③NMOS工艺技术
④CMOS工艺技术
《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/28
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1.1947年，第一只点接触晶体管在贝尔实验室诞生。1970年硅平面工艺制程技术成熟，双极型工艺集成电
路开始大批量生产。
2.双极型工艺技术的特点：
a)制造流程简单，制造成本低和成品率高。
b)电路性能方面它具有高速度、高跨导、低噪声、高模拟精度和强电流驱动能力等方面的优势。
c)通常用于电流放大型电路、功率放大型电路和高速电路。
d)集成度低和功耗大。其纵向（结深）尺寸无法按比例缩小，限制了它在超大规模集成电路的应用。
3.20世纪60年代之前集成电路基本是双极型工艺集成电路，20世纪70年代NMOS和CMOS工艺集成电路开
始在逻辑运算领域逐步取代双极型工艺集成电路的统治地位。
《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/28
双极型工艺技术
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1.PMOS工艺技术出现在20世纪60年代。
2.早期的PMOS栅极是金属铝栅，MOSFET的核心是金属-氧化物-半导体，它们组成电容，形成电场，
所以称为金属氧化物半导体场效应管。PMOS的源和漏分别在栅两边，通过栅压控制沟道开启和关
闭来控制器件。（也称门器件）
3.PMOS遇到的问题：
a)铝栅不能承受高温退火工艺==》源漏有源区与制造铝栅需要两次光刻步骤==》存在套刻不齐
的问题；
b)为了解决铝栅套刻不齐问题==》采用铝栅重叠设计==》造成铝栅与源漏有源区产生重叠==》
导致栅极寄生电容Cgs和Cgd增大==》增加器件的尺寸==》降低集成度。
4.PMOS主要用在速度比较慢的时钟控制电路。1974年，加德士半导体利用PMOS设计时钟集成电路。
《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/28
PMOS工艺技术
PMOS时钟集成电路4
《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/28
（a）铝互连和铝栅光刻（b）显影（c）铝互连和铝栅刻蚀5
（a）源漏有源区光刻（b）显影（c）源漏有源区刻蚀（c）源漏离子扩散
铝栅套刻不齐问题
（a）光刻（b）显影（c）刻蚀
PMOS源漏离子扩散工艺
PMOS铝栅工艺
1.NMOS工艺技术出现在20世纪70年代初期，早期的NMOS栅极也是金属铝栅。
2.1968年出现多晶硅栅（Polysilicon）工艺技术，解决了源漏有源区与栅套刻不齐的问题。多晶硅栅工艺
技术被广泛应用到NMOS工艺制程技术和PMOS工艺技术上。
3.NMOS工艺技术的特点：
a)高的集成度；
b)驱动能力差；
c)光刻步骤比双极型工艺技术少，价格便宜；双极型工艺技术中存在很多为了提高双极型晶体管性能
的工艺，如N-EPI和NBL；
d)功耗和散热成为限制芯片性能的瓶颈，限制了NMOS工艺技术在超大规模集成电路的应用。（集成
度不断提高，每颗芯片可能含有上万门器件）。
《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/28
NMOS工艺技术
(a)NMOS反相器(b)NMOS或非门(c)NMOS与非门
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《集成电路制造工艺与工程应用》讲义2018/09/28
（a）源漏扩散光刻（b）显影（c）源漏扩散刻蚀（d）源漏扩散离子扩散
多晶硅栅工艺技术
（a）多晶硅栅光刻（b）显影（c）多晶硅栅刻蚀
多晶硅栅工艺技术
NMOS源漏离子扩散工艺
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1.1963年，飞兆（也称仙童）半导体公司研发实验室的工程师提出
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