công nghệ cmos

Quy trình SOI Một màng mỏng 7-8µm của Si loại n được pha nhẹ, được cấy trên bề mặt cách điện Shaphire hay SiO2... Quy trình SOI• Các đảo p được tạo thành nhờ che đảo n bằng chất cản qua

Nguyễn Thanh Huy

Lê Như Sơn Cao Viết Tâm

oxide n+ n+

N-well

p+

p+

Metal 1

Công Nghệ CMOS

2

Quá trình chế tạo chip

4

Giới thiệu

CMOS

PMOS NMOS

Source Drain

Gate

Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor

Source (Arsenic, Phosphorous, Boron)

Drain (Arsenic, Phosphorous, Boron)

Gate (Aluminum, Polysilicon)

MOSFET

6

P-type substrate

N-type dopant for Source & Drain

Inversion layer is formed to conduct electricity

P-type substrate

N-type dopant for Source & Drain

Inversion layer is formed to conduct electricity

8

N-type substrate

P-type dopant for Source & Drain

Inversion layer is formed to conduct electricity

N-type substrate

P-type dopant for Source & Drain

10

A combination of both NMOS & PMOS technology

NOT

Quy trình ch ế t ạ o CMOS

well formation

• Làm sạch bề mặt (p-type wafer)

14

Quy trình ch ế t ạ o CMOS

well formation

• Phủ lên lớp SIO2 trên bề mặt

*photolithography sẻ được nói vào slides sau

Well will be formed

here

16

Photolithography (CED)

P-substrate Si02

photoresist

• Photoresist coating (C) (Phủ cản quang)

• Masking and exposure under

UV light(E) (Chiếu tia cực tím lên bề mặt cản quang thông qua mask

• Resist dissolved after developed (D)

– Pre-shape the well pattern atresist layer

P-substrate

mask

UV light

Opaque area Transparent area

• Loại bỏ thành phần không mong muốn bằng phương pháp Wet- etching

• Làm sạch Resist

• Cuối cùng ta đạt được những gì như mong muốn

P-substrate

P-substrate

18

Quy trình ch ế t ạ o CMOS

well formation

• Cấy ion loại N lên bề mặt

Phosphorus ion

Quy trình ch ế t ạ o CMOS

isolation formation

• Hình thành lớp oxide dày bằng

phương pháp oxi hóa

• Lớp sio2 sẽ cô lập 2 kênh P và N

Thick oxide

20

Quy trình ch ế t ạ o CMOS

transistor making

• Bằng quá trình photolithography and etching , pmos and nmos sẽ

pmos will

be formed here

nmos will

be formed here

LOCOS (isolation structure)

Quy trình ch ế t ạ o CMOS

transistor making

• Tạo 1 lớp oxide rất mỏng ở nhiệt

độ cao trong thời gian ngắn

Gate oxide

22

• Tạo 1 lớp mặt Polysilicon

Quy trình ch ế t ạ o CMOS

transistor making

polisilicon

28

Quy trình ch ế t ạ o CMOS

interconnection

• Lắng đọng Sio2 trên bề mặt

SiO2

• Photo and etching process to

Mask Layout

Mask Layout

34

Mask Layout

Mask Layout

36

Quy trình Silicon On

Insulator-SOI

38

Ư u thế hơn với công nghệ Cmos truyền thống

 Trong quy trình SOI một lớp màng mỏng silic

đơn tinh thể mọc lên trên một chất cách điện

như sapphire hoặc spinen nhôm magie

Quy trình SOI

 Một màng mỏng (7-8µm) của Si loại n được

pha nhẹ, được cấy trên bề mặt cách điện

(Shaphire hay SiO2)

Quy trình SOI

• Sự ăn mòn không đẳng hướng được sử dụng để ăn

mòn đi Si trừ vùng khuếch tán (n hoặc p) sẽ cần

• Ăn mòn phải là không đẳng hướng vì độ dày của Si

lớn hơn nhiều so với khoảng cách mong muốn giữa các

“đảo” si

Quy trình SOI

• Các đảo p được tạo thành nhờ che đảo n bằng chất

cản quang Chất pha loại p, thí dụ như Bo sau đó

được cấy vào

• Nó được che bằng chất cản quang, nhưng hình thành

các đảo p tại đảo không che Các đảo p hình thành

linh kiện n

NMOS

Quy trình SOI

• Các đảo p sau đó được che bằng chất cản quang và

một chất pha tạp loại n là phốt pho được cấy để tạo

nên đảo n Đảo n sẽ trở thành linh kiện loại p

PMOS

Quy trình SOI

• Một cổng oxit mỏng được phát triển trên tất cả các

cấu trúc Si, được làm bằng oxy hóa nhiệt

• Một màng mỏng polysilic được kết tủa trên oxit,

thường thì polisilic được pha với photpho để giảm điện

trở suất của nó

Quy trình SOI

• Polysilic sau đó được tạo mẫu bằng cản quang và được

ăn mòn, bước này xác định Polysilic trong cấu trúc

Quy trình SOI

• Tạo nên nguồn và máng pha n của linh kiện kênh n

trong đảo p Các đảo n được phủ bằng chất cản quang

và chất pha loại n, bình thường là photpho được cấy

vào

• Các chất pha sẽ bị chặn tại các đảo n bằng chất cản

quang, và nó sẽ bị chặn từ vùng cổng của đảo p bằng

Quy trình SOI

• Các linh kiện p được tạo thành tiếp theo bằng cách

che đảo p và cấy một chất pha loại p như Bo vào

Polysilic trên cổng của đảo sẽ ngăn chất pha từ cổng,

tạo nên linh kiện loại pmos

Quy trình SOI

• Một lớp thủy tinh photphohay đioxit silic sau đó đượckết tủa trên toàn bộ cấu

vào các điểm cắt

THE END

48