第十七章-COMS-IC工艺流程.ppt

目 标
通过本章的学****将能够：
1. 画出典型的亚微米 CMOS IC 制造流程图；
2. 描述 CMOS 制造工艺14个步骤的主要目的；
4. 探讨每一步 CMOS 制造流程的关键工艺。
CMOS工艺流程中的主要制造步骤断减小。这就增加源漏间电荷穿通的可能性，并引起不希望的沟道漏电流。LDD工艺就是为了削减这些沟道漏电流的发生。 n- LDD Implant1）第五层研磨2） n-LDD注入（低能量，浅结）
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p- LDD Implant1）第六层掩膜2）P- 轻掺杂漏注入（低能量，浅结）
Figure
五、侧墙的形成 侧墙用来环绕多晶硅栅，防止更大剂量的源漏（S/D）注入过于接近沟道以致可能发生的源漏穿通。1）淀积二氧化硅2）二氧化硅反刻
Figure
六、源/漏注入工艺n+ Source/Drain Implant1）第七层掩膜2）n+源/漏注入
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p+ Source/Drain Implant1)第八层掩膜2）P＋源漏注入（中等能量）3）退火
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七、接触（孔）的形成钛金属接触的主要步骤1）钛的淀积2）退火3）刻蚀金属钛
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八、局部互连工艺LI 氧化硅介质的形成1）氮化硅化学气相淀积2）掺杂氧化物的化学气相淀积3）氧化层抛光（CMP）4）第九层掩膜，局部互连刻蚀
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LI 金属的形成1) 金属钛淀积（PVD工艺）2）氮化钛淀积3）钨淀积4）磨抛钨(化学机械工艺平坦化)
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作为嵌入LI金属的介质的LI氧化硅
九、通孔1和钨塞1的形成通孔1 形成1）第一层层间介质氧化物淀积2）氧化物磨抛3）第十层掩膜，第一层层间介质刻蚀
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钨塞1 的形成1）金属淀积钛阻挡层（PVD）2）淀积氮化钛（CVD）3）淀积钨（CVD）4）磨抛钨
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多晶硅、钨 LI 和钨塞的SEM显微照片
Polysilicon
Tungsten LI
Tungsten plug
Mag. 17,000 X
Photo
十、第一层金属互连的形成1）金属钛阻挡层淀积（PVD）2）淀积铝铜合金（PVD）3）淀积氮化钛（PVD）4）第十一层掩膜，金属刻蚀
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第一套钨通孔上第一层金属的SEM显微照片
Micrograph courtesy of Integrated Circuit Engineering
TiN metal cap
Mag. 17,000 X
Tungsten plug
Metal 1, Al
Photo
十一、通孔2和钨塞2的形成制作通孔2的主要步骤1）ILD-2间隙填充2）ILD-2氧化物淀积3）ILD-2氧化物平坦化4）第十二层掩膜，ILD-2刻蚀
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制作其次层钨塞的主要步骤1）金属淀积钛阻挡层(PVD)2）淀积氮化钛(CVD)3）淀积钨（CVD）4）磨抛钨
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第一套钨通孔上第一层金属的SEM显微照片
Micrograph courtesy of Integrated Circuit Engineering
TiN metal cap
Mag. 17,000 X
Tungsten plug
Metal 1, Al
十二、其次层金属互连的形成1）淀积、刻蚀金属22）填充第三层层间介质间隙3）淀积、平坦化ILD-3氧化物4）刻蚀通孔3，淀积钛/氮化钛、钨，平坦化
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十三、制作第三层金属直到制作压点和合金
重复工艺制作第三层和第四层金属后，完成第四层金属的刻蚀，紧接着利用薄膜工艺淀积第五层层间介质氧化物（ILD-5）(见下图)。µm尺寸要大很多，所以这一层介质不须要化学机械抛光。
工艺的最终一步包括再次生长二氧化硅层（第六层层间介质）以及随后生长顶层氮化硅。这一层氮化硅称为钝化层。其目的是爱护产品免受潮气、划伤以及沾污的影响。
十四、参数测试
十四、参数测试
硅片要进行两次测试以确定产品的功能牢靠性：第一次测试在首层金属刻蚀完成后进行，其次次是在完成芯片制造的最终一步工艺后进行。
整个 mm的CMOS 剖面
Figure
Passivation layer
Bonding pad metal