MOS晶体管制造工艺的薄膜淀积工序的特征分析

制造硅MOS集成电路用的原材料是厚约500μm、直径为7.5到150cm(3到6in)的单晶硅圆片(薄片)。一般，硅片掺杂均匀。典型NMOS工艺，掺p型杂质，电阻率范围是20到60Ω．cm(NA=6*10²~2*10²μm^-3)。对CMOS工艺，掺杂可以是n型的，也可以是p型的，电阻率在5Ω．cm附近(NA=3*10³μm^-3，或者，ND=10³μm^-3)。制造集成电路要使这些硅片经过一定的工艺流程，其中某些工序须重复多次。MOS晶体管制造工艺的薄膜淀积。这些工序分类如下：薄膜淀积，光刻，腐蚀，离子注入，扩散和外延。现将每一制造工序作一简单描述。

薄膜淀积

在制造过程中有几个阶段整个硅片表面覆盖了由一定材料形成的薄膜，然后除一定区域外，将这些薄膜有选择地去除，硅片上的这些区域用来形成各种不同的层。这些薄膜包括：

1、二氧化硅(SiO2)

这一层透明绝缘膜“生长”在硅片的顶层表面或“生长”在片子表面上已有的其他薄膜的表面上。SiO2可以用在硅表面高温热氧化方法长(如，1000℃左右，一小时)，也可以在低温下(450～750℃)用所谓化学汽相淀积(CVD)的方法米生长。MOS晶体管制造工艺的薄膜淀积。SiO2用来将沟道与晶体管栅区分开，用来将各层布线之间进行隔离和离子注入时有选择的保护硅表面。

2、氮化硅(Si3N4)

这层薄膜也是绝缘膜，用上述从CVD方法约在750℃温度下淀积。在工艺中，感兴趣的一点是它可用来保护选定的区域以防止氧化。

3、多晶硅(也称polysilioon或poly)

这种材料还是用CVD方法约在650℃温度下淀积。掺杂多晶硅用来制作晶体管的栅区、某些互连线、有时用作特殊需要的电阻。

4、金属

一般用铝(AI)或铝合金。MOS晶体管制造工艺的薄膜淀积。金属原子或通过真空蒸发或通过所谓溅射过程从金属源发射出来淀积到硅片上。金属用作互连线以及在一些较陈旧的工艺中也用来作晶体管的栅区。

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