离子注入法制造CMOS电路分析

在常规工艺中，P阱区是用淡硼扩散形成的，扩散浓度的误差较大，要准确控制在10¹⁵个/cm²左右是比较困难的，造成阈值电压不易匹配。因此，有必要用离子注入法来形成P阱，以替代淡硼扩散。CMOS电路。由于离子注入掺杂的剂量可以很精确地控制，因此大大提高了N沟道MOS管阈值电压的一致性。

离子注入的剂量可以根据阈值电压的要求计算出来。对于（100）晶面的硅衬底，，要求，根据阈值电压公式进行计算：

最后求得：

因为衬底浓度，可提供的耗尽电荷。离子注入首先要补偿这部分电荷，然后进一步注入，使达到，所以总的注入剂量应为。CMOS电路。若考虑到散射和有关注入离子没有活化，实际注入的剂量应当比这数值稍大些。

图6-17所示是采用离子注入、等平面工艺、硅栅工艺和SiO2-Si3N4双层栅工艺结合制造的，并由氧化物隔离的CMOS电路结构图。它电路性能好、集成度高和可靠性强，但工艺步骤显得复杂些。

工艺中P阱的形成和MOS器件的源漏均采用离子注入技术。器件之间的隔离用选择氧化技术，使SiO2埋在硅体中，留下由场氧化物隔离所分开的硅台面。然后在硅台面上用离子注入形成MOS器件。这样发挥了选择氧化的优点。片子表面较平整，克服了普通工艺中厚氧化物台阶断线的缺点。CMOS电路。栅电极采用硅栅工艺及Si3N4夹层，形成了SiO2-多品硅一Si3N4-SiO2结构。

以上只介绍了两种CMOS工艺，其它一些CMOS工艺方法，基本上是以上所述方式的不同组合。

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