半导体制造技术 西安交通大学微电子技术教研室 第十一章
电信学院 微电子教研室 半导体制造技术 by Michael Quirk and Julian Serda 半导体制造技术 西安交通大学微电子技术教研室 第十一章 掺 杂
目标 通过本章的学习,将能够: 1.解释掺杂在芯片制造过程中的目的和应用; 2.讨论杂质扩散的原理和过程; 3.对离子注入有一个总体认识,包括它的优缺点; 4.讨论剂量和射程在离子注入中的重要性; 5.列举并描述离子注入机的5各主要子系统; 6.解释离子注入中的退火效应和沟道效应; 7.描述离子注入的各种应用。 半导体制造技术 by michael Quirk and Julian Serda 电信学院微电子教研室
电信学院 微电子教研室 半导体制造技术 by Michael Quirk and Julian Serda 目 标 通过本章的学习，将能够： 1. 解释掺杂在芯片制造过程中的目的和应用； 2. 讨论杂质扩散的原理和过程； 3. 对离子注入有一个总体认识，包括它的优缺点； 4. 讨论剂量和射程在离子注入中的重要性； 5. 列举并描述离子注入机的5各主要子系统； 6. 解释离子注入中的退火效应和沟道效应； 7. 描述离子注入的各种应用
半导体制造常用杂质 受主杂质 半导体 施主杂质 IIA IVA P-Type) (N-Type) 元素 原子序 数 元素 原子序数 元素 原子序数 Boron(b) Carbon(c) 6 Nitrogen(N) 7 Aluminum(Al) 13 Silicon(Si) 14 Phosphorus(P) 15 Gallium(Ga) 31 Germanium 32 Arsenic(As) 33 Indium(In) 49 Tin(Sn) 50 Antimony(sb) 51 表17.1 半导体制造技术 by michael Quirk and Julian Serda 电信学院微电子教研室
电信学院 微电子教研室 半导体制造技术 by Michael Quirk and Julian Serda 半导体制造常用杂质 受主杂质 IIIA (P-Type) 半导体 IVA 施主杂质 VA (N-Type) 元素 原子序 数 元素 原子序数 元素 原子序数 Boron (B) 5 Carbon(C) 6 Nitrogen(N) 7 Aluminum(Al) 13 Silicon (Si) 14 Phosphorus (P) 15 Gallium(Ga) 31 Germanium 32 Arsenic (As) 33 Indium(In) 49 Tin(Sn) 50 Antimony(Sb) 51 表 17.1
具有掺杂区的CMOS结构 P沟道晶体管 N-沟道晶体管 心① STI STI STI/P -well Gr--p-well Bp外延层 p+硅衬底 半导体制造技术 by michael Quirk and Julian Serda Figure 17.1 电信学院微电子教研室
电信学院 微电子教研室 半导体制造技术 by Michael Quirk and Julian Serda 具有掺杂区的CMOS结构 P-沟道晶体管 N-沟道晶体管 LI oxide p – 外延层 p + 硅衬底 n STI STI STI + p + n-well p-well p + p – p + p – p + n + n – n + n – n + A B C E F D G H M K L I J N O n + n n ++ p + p p ++ Figure 17.1
cMoS制作中的一般掺杂工艺 工艺步骤 杂质掺杂方式 A.p+硅衬底 B Diffusi B.p外延层 B Diffusion C.倒掺杂n阱 lon Implant D.倒掺杂p阱 B lon Implant E.p沟道器件穿通 lon Implant F.p-沟道阈值电压(Vr)调整 P lon Implant 沟道器件穿通 B Ion Implant H.n-沟道阈值电压(Vr)调整 B lon Implant I.n沟道器件轻掺杂漏区①LDD) As Ion Implant J.n沟道器件源漏区(S/D) As lon Implant K.p-沟道器件(LDD) BFo Ion Implant L.p-沟道器件源漏区(S①) BF2 Ion Implant M硅 Ion implant N.多晶硅 Por B lon Implant Diffi O.SiO2掺杂 lon Implant P or B or Diffusion 半导体制造技术 Table 17.2 by michael Quirk and Julian Serda 电信学院微电子教研室
电信学院 微电子教研室 半导体制造技术 by Michael Quirk and Julian Serda CMOS 制作中的一般掺杂工艺 工艺步骤 杂质 掺杂方式 A. p+ 硅衬底 B Diffusion B. p- 外延层 B Diffusion C. 倒掺杂 n 阱 P Ion Implant D. 倒掺杂 p 阱 B Ion Implant E. p-沟道器件穿通 P Ion Implant F. p-沟道阈值电压（VT）调整 P Ion Implant G. n-沟道器件穿通 B Ion Implant H. n-沟道阈值电压（VT）调整 B Ion Implant I. n 沟道器件轻掺杂漏区(LDD) As Ion Implant J. n-沟道器件源漏区 (S/D) As Ion Implant K. p-沟道器件（ LDD） BF2 Ion Implant L. p-沟道器件源漏区（S/D） BF2 Ion Implant M.硅 Si Ion Implant N. 多晶硅 P or B Ion Implant or Diffusion O. SiO2 掺杂 P or B Ion Implant or Diffusion Table 17.2