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1、姓名：張永慶學(xué)號(hào)：201215612微電子技術(shù)綜合實(shí)踐P阱CMOS芯片制作工藝設(shè)計(jì)《微電子技術(shù)綜合實(shí)踐》設(shè)計(jì)報(bào)告題目：P阱CMOS芯片制作工藝設(shè)計(jì)院系：自動(dòng)化學(xué)院電子工程系專業(yè)班級(jí)：學(xué)生學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師姓名：職稱：起止時(shí)間：6月27日—7月8日成績(jī)：目錄一、設(shè)計(jì)要求31、設(shè)計(jì)任務(wù)32、特性指標(biāo)要求33、結(jié)構(gòu)參數(shù)參考值34、設(shè)計(jì)內(nèi)容3二、MOS管的器件特性設(shè)計(jì)31、NMOS管參數(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算32、PMOS管參數(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算4三、工藝流程設(shè)計(jì)51、襯底制備52、初始氧化6姓名：張永慶學(xué)號(hào)：2012156123、阱區(qū)光刻64、P阱注入65、剝離阱區(qū)的氧化層66、熱生長(zhǎng)二氧化
2、硅緩沖層67、LPCVD制備Si3N4介質(zhì)68、有源區(qū)光刻：即第二次光刻79、N溝MOS管場(chǎng)區(qū)光刻710、N溝MOS管場(chǎng)區(qū)P+注入711、局部氧化812、剝離Si3N4層及SiO2緩沖層813、熱氧化生長(zhǎng)柵氧化層814、P溝MOS管溝道區(qū)光刻815、P溝MOS管溝道區(qū)注入816、生長(zhǎng)多晶硅817、刻蝕多晶硅柵818、涂覆光刻膠919、刻蝕P溝MOS管區(qū)域的膠膜9120、注入?yún)㈦sP溝MOS管區(qū)域921、涂覆光刻膠922、刻蝕N溝MOS管區(qū)域的膠膜923、注入?yún)㈦sN溝MOS管區(qū)域924、生長(zhǎng)PSG925、引線孔光刻1026、真空蒸鋁10姓名：張永慶學(xué)號(hào)：20121561227
3、、鋁電極反刻10四、P阱光刻版1.氧化生長(zhǎng)2.曝光3.氧化層刻蝕4.P阱注入5.形成P阱6.氮化硅的刻蝕7.場(chǎng)氧的生長(zhǎng)8.去除氮化硅9.柵氧的生長(zhǎng)10.生長(zhǎng)多晶硅11.刻蝕多晶硅12.N＋離子注入13.P+離子注入14.生長(zhǎng)磷化硅玻璃PSG15.光刻接觸孔16.刻鋁17.鈍化保護(hù)層淀積五、工藝實(shí)施方案六、心得體會(huì)七、參考資料一．設(shè)計(jì)要求：1、設(shè)計(jì)任務(wù)：N阱CMOS芯片制作工藝設(shè)計(jì)2、特性指標(biāo)要求姓名：張永慶學(xué)號(hào)：201215612n溝多晶硅柵MOSFET：閾值電壓VTn=0.5V,漏極飽和電流IDsat≥1mA,漏源飽和電壓VDsat≤3V，漏源擊穿電壓BVDS=35V,
4、柵源擊穿電壓BVGS≥25V,跨導(dǎo)gm≥2mS,截止頻率fmax≥3GHz（遷移率μn=600cm2/V·s）p溝多晶硅柵MOSFET：閾值電壓VTp=-1V,漏極飽和電流IDsat≥1mA,漏源飽和電壓VDsat≤3V，漏源擊穿電壓BVDS=35V,柵源擊穿電壓BVGS≥25V,跨導(dǎo)gm≥0.5mS,截止頻率fmax≥1GHz（遷移率μp=220cm2/V·s）3、結(jié)構(gòu)參數(shù)參考值：N型硅襯底的電阻率為20W·cm；墊氧化層厚度約為600?；氮化硅膜厚約為1000?；P阱摻雜后的方塊電阻為3300W/e，結(jié)深為5~6mm；NMOS管的源、漏區(qū)磷摻雜后的方塊電阻為25W/e
5、，結(jié)深為1.0~1.2mm；PMOS管的源、漏區(qū)硼摻雜后的方塊電阻為25W/e，結(jié)深為1.0~1.2mm；場(chǎng)氧化層厚度為1mm；柵氧化層厚度為500?；多晶硅柵厚度為4000~5000?。4、設(shè)計(jì)內(nèi)容1、MOS管的器件特性參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算；2、確定p阱CMOS芯片的工藝流程，畫出每步對(duì)應(yīng)的剖面圖；3、分析光刻工藝，畫出整套光刻版示意圖；4、給出n阱CMOS芯片制作的工藝實(shí)施方案（包括工藝流程、方法、條件、結(jié)果）二．MOS管的器件特性設(shè)計(jì)1、NMOS管參數(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算：由BVGS=EBtox得tox=fmax=BVGS25eox則C￡8.3′10-8F?,3=417C=2oxox
6、6VcmEB6′10oxmn(VGS-VT)31GHz得L￡3.23mm22pL姓名：張永慶學(xué)號(hào)：201215612WmpCOX2L(VGS-VT)23mA，式中（VGS-VT）≥VDS(sat)，得W312.2L再由IDSAT=又gm=3?IDWmnCOXW=(VGS-VT)30.5ms，得39.1?VGSLL4W312.2L閾值電壓VTP=(-
7、QSD(max)
8、-QSS)toxeox-2ffn+fmsQSD(max)=eNAxdTxdT=(4esffneNA)ffn=KTND)fms=1.1VeniqND2L得L30.7mm2es取ND發(fā)現(xiàn)當(dāng)ND=1′1017cm
9、-3時(shí)VTP=-1.05V符合要求,又BVDS=2、PMOS管參數(shù)設(shè)計(jì)與計(jì)算：因?yàn)锽VGS=EBtox,其中，EB=6×106tox=BVGS253=41?7EB6′106VWmpC2LoxV，BVGS325V所以)飽和電流：ID(sat=V(G-SV2T)式中（VGS-VT）≥VDS(sat)，，Cox=Weoxox=8.22′10-8IDsat≥1mA故可得寬長(zhǎng)比：34.51由gm=?IDWmnCOX=(VGS-VT)32ms可得寬長(zhǎng)比：?VGSLW313.51LW313.51Lm(V-V)fmax=nGS2T33GHz
