第二章+CMOS集成電路工藝

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1、第二章CMOS集成電路工藝與版圖2010年9月第一節(jié)CMOS集成電路工藝簡(jiǎn)介第二節(jié)幾何設(shè)計(jì)規(guī)則第三節(jié)CMOS版圖設(shè)計(jì)第一節(jié)CMOS集成電路工藝簡(jiǎn)介一、半導(dǎo)體IV類元素：硅（Si）、鍺（Ge）純晶體稱為本征半導(dǎo)體，是一種絕緣體。摻雜，V類元素--》n-型半導(dǎo)體，電子III類元素--》p-型半導(dǎo)體，空穴第一節(jié)CMOS集成電路工藝簡(jiǎn)介二、工藝類型前工序：包括從晶片開(kāi)始加工到中測(cè)之前的所有工序后工序：包括從中測(cè)開(kāi)始到器件完成的所有工序輔助工序：為保證整個(gè)工藝流程的進(jìn)行，還需要一些輔助性的工序第一節(jié)CMOS集成電路工藝簡(jiǎn)介1、前工序（1）薄膜制備工

2、藝：包括氧化、外延、化學(xué)汽相淀積、蒸發(fā)、濺射。（2）摻雜工藝：包括離子注入和擴(kuò)散。（3）圖形加工技術(shù)：包括制版和光刻。第一節(jié)CMOS集成電路工藝簡(jiǎn)介2、后工序中間測(cè)試劃片貼片焊接封裝成品測(cè)試第一節(jié)CMOS集成電路工藝簡(jiǎn)介3、輔助工序（1）超凈環(huán)境的制備（2）高純水、氣的制備（3）材料準(zhǔn)備：包括制備單晶、切片、磨片、拋光等工序，制成IC生產(chǎn)所需要的單晶圓片。三、集成電路制造工藝1、氧化工藝生成SiO2薄膜2、摻雜工藝在半導(dǎo)體基片的一定區(qū)域摻入一定濃度的雜質(zhì)元素，形成不同類型的半導(dǎo)體層，來(lái)制作各種器件。（1）擴(kuò)散工藝（2）離子注入工藝3、光刻

3、工藝借助于掩膜版，并利用光敏的抗蝕涂層發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，結(jié)合刻蝕方法在各種薄膜上（如SiO2薄膜、多晶硅薄膜和各種金屬膜）刻蝕出各種所需要的圖形，實(shí)現(xiàn)掩膜版圖形到硅片表面各種薄膜上圖形的轉(zhuǎn)移。第一節(jié)CMOS集成電路工藝簡(jiǎn)介光刻工藝步驟（負(fù)膠）第一節(jié)CMOS集成電路工藝簡(jiǎn)介三、N阱CMOS工藝CMOS反相器版圖N阱擴(kuò)散確定有源區(qū)沉積硅柵n+擴(kuò)散p+擴(kuò)散生成接觸孔產(chǎn)生金屬連線第二節(jié)版圖設(shè)計(jì)規(guī)則設(shè)計(jì)規(guī)則規(guī)定了掩膜版各層幾何圖形寬度、間隔、重疊及層與層之間的距離等的最小容許值。設(shè)計(jì)規(guī)則的作用：是設(shè)計(jì)和生產(chǎn)之間的一個(gè)橋梁，是一定的工藝水平下電路的性能

4、和成品率的最好的折中。設(shè)計(jì)規(guī)則描述方法:微米設(shè)計(jì)規(guī)則λ設(shè)計(jì)規(guī)則λ設(shè)計(jì)規(guī)則：λ是一個(gè)歸一化單位，使柵極寬度為2λ，其他尺寸都是λ的整數(shù)倍。最小線寬2λ，即：2μm工藝，λ=1μm金屬線寬：2λ，間隔：3λ第三節(jié)CMOS版圖設(shè)計(jì)一、靜態(tài)CMOS版圖設(shè)計(jì)第三節(jié)CMOS版圖設(shè)計(jì)靜態(tài)CMOSNAND版圖設(shè)計(jì)CMOS與門二、動(dòng)態(tài)CMOS版圖設(shè)計(jì)三、傳輸門（TransmissionGates）PasstransistorsproducedegradedoutputsTransmissiongatespassboth0and1well2選1電路2:1mu

5、ltiplexerchoosesbetweentwoinputsY=D1S+D0SSD1D0Y0X000X1110X011X12選1的門級(jí)設(shè)計(jì)Howmanytransistorsareneeded?20用傳輸門設(shè)計(jì)只用四個(gè)晶體管三、標(biāo)準(zhǔn)單元版圖