微电子概论（第3版）课件3-1-2C_pn结隔离双极IC工艺流程.pptx

目录1．平面工艺npn晶体管结构3.1.2平面工艺基本流程2．npn晶体管管芯制作工艺流程3．集成电路中npn晶体管结构特点4．pn结隔离双极IC工艺基本流程5．平面工艺类别划分

(1)“管芯制备”与“封装”可以按照不同方式对集成电路进行分类，但是其工艺流程都分为“管芯制备”与“封装”两个阶段。按照加工过程先后顺序考虑，管芯制备又称为“前工序”；封装又称为“后工序”。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程针对集成电路中双极晶体管结构特点，将n+埋层生成工艺、pn结隔离墙生成工艺、以及生成BJT管芯工艺这三部分组合在一起，就构成典型pn结隔离双极集成电路管芯工艺流程。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程下面以图示版图以及对应的管芯剖面图为例，说明典型pn结隔离双极集成电路管芯工艺流程。按照生成管芯结构的工艺流程可以分为八个步骤。其中六步围绕光刻工艺。另外两步分别为外延生长和金属层淀积工艺。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程制备pn结隔离双极集成电路采用的是p-Si衬底。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程(a)步骤一：生成埋层步骤一的作用是采用包括氧化、光刻、掺杂的选择性掺杂方法，在衬底表面局部区域形成n+重掺杂的埋层。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程(a)步骤一：生成埋层步骤一的作用是采用包括氧化、光刻、掺杂的选择性掺杂方法，在衬底表面局部区域形成n+重掺杂的埋层。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程(a)步骤一：生成埋层版图中阴影区域图形是埋层光刻版图图形。为了描述不同层次版图图形之间相互关系，图中给出的是包括各个层次图形的pn结隔离双极集成电路晶体管版图总图。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程4．pn结隔离双极IC工艺流程(b)步骤二：外延生长埋层掺杂后，除去表面氧化层，采用外延生长技术在表面生长一层轻掺杂外延层。

(2)管芯制备工艺流程(b)步骤二：外延生长埋层掺杂后，除去表面氧化层，采用外延生长技术在表面生长一层轻掺杂外延层。由于外延生长是一个高温过程，因此外延生长过程中同时出现衬底埋层中的五价原子向外延层的扩散。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程(c)步骤三：生成隔离墙步骤三的作用是采用选择性掺杂方法在外延层中形成p+重掺杂的隔离墙，将n-外延层分隔为多个相电学上互隔离的隔离岛。n-外延层将作为npn晶体管的集电区。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程(c)步骤三：生成隔离墙版图中阴影区域图形是隔离光刻版图的图形。图中反映了隔离光刻图形与其他层次图形之间的相互关系。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程(d)步骤四：生成基区步骤四的作用是采用选择性掺杂方法在n-外延层隔离岛中局部区域掺入三价元素原子，例如硼，形成p型基区。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程(d)步骤四：生成基区版图中阴影区域图形是基区光刻版图的图形。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程(e)步骤五：生成发射区步骤五的作用是采用选择性掺杂方法在p型中局部区域掺入五价元素原子，例如磷，形成n+重掺杂的发射区。同时在随后形成集电极引线孔的位置形成n+重掺杂的集电极接触区，保证该处金属层集电极与集电区之间形成欧姆接触。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程(e)步骤五：生成发射区版图中阴影区域图形是发射区光刻版图的图形。基区范围内的n+掺杂区是发射区。外延层上以后形成集电极的位置也掺入n+杂质是为了保证以后集电极为欧姆接触。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程(f)步骤六：引线孔光刻步骤六的作用是在晶体管发射区、基区、集电区位置刻蚀出与金属层连接的窗口，以便形成电极。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程4．pn结隔离双极IC工艺流程(f)步骤六：引线孔光刻步骤六的作用是在晶体管发射区、基区、集电区位置刻蚀出与金属层连接的窗口，以便形成电极。

(2)管芯制备工艺流程(g)步骤七：淀积金属层步骤七的作用是在晶圆表面淀积一层金属层，用于形成发射极、基极、集电极三个金属电极，以及集成电路中的互连线。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程(g)步骤七：淀积金属层步骤七的作用是在晶圆表面淀积一层金属层，用于形成发射极、基极、集电极三个金属电极，以及集成电路中的互连线。4．pn结隔离双极IC工艺流程

(2)管芯制备工艺流程(h)步骤八：光刻金属互连步骤八的作用是通过光刻形成每个器件的发射极、基极、集电极三个金