模拟集成电路设计：绪论：集成电路制造过程.ppt

集成电路制造过程是模拟集成电路设计的基础，它涉及到一系列复杂的步骤，以构建出能够在微电子设备中执行各种功能的小型化组件。以下是对这个过程的详细解释： 1. **衬底材料**：衬底是集成电路的基础，通常由高纯度的硅晶片构成。为了确保良好的导电性能，衬底会被重掺杂。 2. **N阱与P阱**：生成NMOS（N沟道金属氧化物半导体）和PMOS（P沟道金属氧化物半导体）结构。通过离子注入技术，分别在N型衬底上形成P阱，P型衬底上形成N阱。 3. **浅沟隔离（STI）**：STI技术用于隔离晶体管，防止电流泄漏。它通过在阱区周围挖掘浅沟并填充氧化物来实现。 4. **防击穿注入与阈值调整注入**：这两步是为了提高器件的稳定性和性能。防击穿注入增强器件的纵向击穿电压，减少背栅电阻。阈值调整注入则用来设定MOSFET的开启电压，使得NMOS的阈值电压约为0.6V，PMOS的阈值电压约为-0.6V。 5. **栅极氧化层与多晶硅栅极**：在经过处理的衬底上生长栅极氧化层，通常为二氧化硅，随后沉积多晶硅作为栅极材料。 6. **源区和漏区轻掺杂注入**：这一步是形成晶体管源极和漏极的第一步，掺杂浓度相对较低。 7. **侧壁间隔层**：在栅极两侧形成侧壁间隔层，防止源漏区域的重掺杂影响到沟道区，并保护栅氧层不被进一步掺杂。 8. **源区和漏区重掺杂注入**：完成源区和漏区的形成，同时创建欧姆接触点，确保源漏区域与外部电路的良好连接。 9. **自对准硅化物（Salicide）**：通过硅与金属反应生成硅化物，如TiSi2、WSi2、TaSi2等，提升欧姆接触性能，降低接触电阻。 10. **氧化物绝缘层**：沉积一层氧化物，起到保护晶体管和进行平坦化的作用，确保后续的金属互连工艺顺利进行。 11. **金属层M1和M2**：金属层是实现电路互连的关键步骤。先形成钨塞，然后通过镶嵌工艺（damascene）在氧化物层中形成铜互连，实现M1和M2层的构建。 这些步骤共同构成了CMOS集成电路的基本构造，通过微细的工艺控制，实现了晶体管的精密排列和电路的集成。SEM（扫描电子显微镜）图像展示了这些微小元件的微观世界，直观地描绘了MOSFET（金属-氧化物-半导体场效应晶体管）的布局和整个集成电路的复杂结构。