1. Техническое задание на курсовой проект.
Разработать технологический маршрут создания n- и p-канальных МОП-транзисторов в составе КМОП-структуры, имеющих параметры, представленные в табл.1.1.
Таблица 1.1 - Исходные данные КМОП-структуры
|
|
|
|
|
Тип затвора |
|
мкм |
Тип кармана |
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
p |
,
мкм
,
мкм
,
мкм
,
мкм
,
нм
,
мкм
,
|
|
|
|
|
Тип изоляции |
|
|
|
|
|
LOCOS |
,
мкм
,
см-3
,
В
,
В
,
см−2
Общие данные для всех вариантов технического задания:
Концентрация примеси в подложке:
.Концентрация примеси в
и
затворе:
,
.Заряд электрона:
.Диэлектрическая постоянная:
.Относительная проницаемость
:
.
Относительная проницаемость
:
.
Для наглядности указанные параметры показаны на рисунке 1 на примере n-МОП-транзистора с n+-затвором и p-карманом.
Рисунок 1. Структура и основные размеры n-МОП-транзистора с n+затвором и p-карманом.
2. Разработка проекта полного технологического маршрута создания кмоп-структуры.
В приложении изображены эскизы конструкции КМОП–структуры с p- (рисунок 2.1) и n-каналами (рисунок 2.2).
Технологический маршрут изготовления КМОП-структуры представляет собой последовательность технологических операций, необходимых для формирования интегральных n- и p-канальных транзисторов, области изоляции и металлизации.
В соответствии с примером технического задания, приведенного выше, КМОП-структура содержит следующие элементы:
n-канальный МОП-транзистор с n+-Si*- затвором в p-кармане на n-подложке;
p-канальный МОП-транзистор с n+-Si*-затвором в на n-подложке;
область щелевой изоляции (LOCOS) между транзисторами;
металлизацию.
Выбор подложки: n-тип, КЭФ-4,5 (N=1015см−3), кристаллографическая ориентация поверхности (100).
Таблица 2.1 – Технологический маршрут создания КМОП-структуры
№ п/п |
Технологическая операция |
Режим обработки |
Примечание |
|
|
Окисление |
1000°С, 30мин, О2 |
|
|
|
Фотолитография "p-карман” |
|
4мкм |
|
|
Имплантация |
B, 20 кэВ, 2*1013 см-2 |
|
|
|
Удаление фоторезиста |
|
|
|
|
Окисление |
1200°С,
25
мин,
|
|
|
|
Отжиг |
1200°С, 50 мин, N2 |
|
|
|
Удаление всего SiO2 |
|
|
|
|
Окисление под Si3N4 |
950 °С, 30 мин, О2 |
30-50 нм |
|
|
Нанесение Si3N4 |
|
|
|
|
Фотолитография "Маска для LOCOS". |
|
|
|
|
ПХТ Si3N4 на всю толщину |
|
|
|
|
Удаление фоторезиста. |
|
|
|
|
Фотолитография "p+-охрана под LOCOS". |
|
|
|
|
Имплантация |
B, 40кэВ, 7·1013 см−2. |
|
|
|
Удаление фоторезиста. |
|
|
|
|
Отжиг p-охраны |
1050 °С, 60 мин, N2. |
|
|
|
Окисление LOCOS: |
950 °С, 50 мин, Н2О. |
Tпар = 100°С, Pпар = 10 атм. |
|
|
Удаление Si3N4. |
|
|
|
|
Травление SiO2 |
|
|
|
|
Окисление |
1000°С, 30 мин, О2 |
|
|
|
Фотолитография "Подгонка порогового напряжения n-МОП-транзистора" |
|
|
|
|
Имплантация |
P, 20кэВ, 8,97*1012 см-2 |
|
|
|
Удаление фоторезиста |
|
|
|
|
Фотолитография "Подгонка порогового напряжения p-МОП-транзистора" |
|
|
|
|
Имплантация |
P, 20 кэВ, 1,16*1012 см-2 |
|
|
|
Удаление фоторезиста |
|
|
|
|
Удаление SiO2 до Si |
|
|
|
|
Под затворное окисление |
994 °С, 34 мин, O2 |
33нм |
|
|
Нанесение поликремния |
P, 0,8 мкм, 1020 см-3 |
|
|
|
Фотолитография "Затвор n+". |
|
|
|
|
ПХТ Si* до SiO2 |
|
|
|
|
Удаление фоторезиста |
|
|
|
|
Нанесение поликремния |
B, 0,8 мкм, 1020 см-3 |
|
|
|
Фотолитография "Затвор p+". |
|
|
|
|
ПХТ Si* до SiO2 |
|
|
|
|
Удаление фоторезиста |
|
|
|
|
Фотолитография "n-LDD". |
|
|
|
|
Имплантация |
P, 60 кэВ, 3*1013 см-2 |
|
|
|
Удаление фоторезиста |
|
|
|
|
Фотолитография "p-LDD” |
|
|
|
|
Имплантация |
B, 20 кэВ, 3*1013 см-2 |
|
|
|
Удаление фоторезиста |
|
|
|
|
Осаждение окисла |
0.4 мкм |
|
|
|
ПХТ SiO2 |
0.427 мкм |
|
|
|
Окисление |
850°С, 20 мин, O2 |
|
|
|
Фотолитография «n+-сток, исток, контакт к n-карману» |
|
|
|
|
Имплантация |
P, 55 кэВ, 1,5*1015 см-2 |
|
|
|
Удаление фоторезиста |
|
|
|
|
Фотолитография «p+-сток, исток, контакт к p-карману (подложке)» |
|
|
|
|
Имплантация |
B, 20 кэВ, 2,3*1015 см-2 |
|
|
|
Удаление фоторезиста |
|
|
|
|
Окисление |
900 °С, 15 мин, O2 |
|
|
|
Нанесение межслойного диэлектрика SiO2 |
|
|
|
|
Фотолитография «Контактные окна» |
|
|
|
|
ПХТ SiO2 |
|
|
|
|
Удаление фоторезиста |
|
|
|
|
Нанесение металла(Al+Si) |
|
|
|
|
Фотолитография «Металлизация» |
|
|
|
|
ПХТ Al |
|
|
|
|
Удаление фоторезиста |
|
|
|
|
Нанесение изолирующего слоя |
|
|
Маршрутная карта в виде последовательных модификаций поперечного сечения КМОП-структуры на этапах изготовления согласно приведенному выше технологическому маршруту показана на рисунках 2.1 – 2.10.
Рисунок 2.1 - Эскиз поперечного сечения КМОП-структуры (Создание карманов)
Рисунок 2.2 - Эскиз поперечного сечения КМОП-структуры (Фотолитография "Маска для LOCOS" и "p+-охрана под LOCOS")
Рисунок 2.3 - Эскиз поперечного сечения КМОП-структуры (Создание изоляции LOCOS и p+ - охранной зоны)
Рисунок 2.4 - Эскиз поперечного сечения КМОП-структуры (Подгонка порогового напряжения p-МОП-транзистора)
Рисунок 2.5 - Эскиз поперечного сечения КМОП-структуры (Создание n+ - затворов)
Рисунок 2.6 - Эскиз поперечного сечения КМОП-структуры (Создание сток-истоковых областей)
Рисунок 2.7 - Эскиз поперечного сечения КМОП-структуры (Создание оксидных спейсеров)
Рисунок 2.8 - Эскиз поперечного сечения КМОП-структуры (Легирование сток – истоковых областей)
Рисунок 2.9 - Эскиз поперечного сечения КМОП-структуры (Нанесение межслойного диэлектрика – оксида)
Рисунок 2.10 - Эскиз поперечного сечения КМОП-структуры (Создание контактных окон)