MOS管工艺-CMOS工艺图解

MOS管工艺-CMOS工艺图解

CMOS工艺详细解析

CMOS工艺与NMOS(或PMOS)工艺不同之处是要在同一个衬底上同时制造出n-沟和p-沟晶体管。在NMOS工艺中看到，衬底的掺杂类型和掺杂水平是按照在它上面要制造的n-沟器件的要求来选择的。

很明显,在CMOS工艺中,原材料或者是满足n-沟器件的要求，或者是满足p-沟器件的要求，但不能同时满足两者的要求。

为了适应不能在原材料上制造的那种类型器件的需要，必须形成与原材料掺杂类型相反的区域，如图10.17中的二个剖面所示。这些掺杂类型相反的区域一般称为“阱"或“槽”，这里将无区别的使用这两个词。

首先要在原材料上将阱区确定出来，然后向阱区注入和扩散掺杂，以得到合适的阱区掺杂浓度和掺杂深度。阱区的掺杂类型成为CMOS工艺的标识特征，例如，图10.17a中表示了所谓“ p-阱CMOS工艺”,而图10.17b为“n-阱CMOS工艺”。典型的做法是把P型和n型衬底分别连接到电路中最负的和最正的电压上，以保证电路工作时p-n结不会正偏。

两个衬底都要与图10.17中标志为接点的重掺杂区相接触，从而得到良好的欧姆接触。在阱区中，接点更是必不可少的，因为阱区与硅片的其余部分完全是(结)隔离的，而非阱区的衬底很容易从硅片的背面连接引线。要完成图10.17所示的n-阱和p-阱工艺,它与上节描述的NMOS工艺不同之处主要有三个方面。

首先，在确定壕沟区以前，阱区就要用光刻确定下来，再经注入和扩散。其次,在n型区，要勾划出(用光刻胶)阻断沟道的p型注入。事实上，在某些情况下，对主要衬底和阱区分别进行阻断沟道的注入。

第三，都要形成n﹢型区和p﹢型区，这意味着在注入反型杂质时，这些区域中的每一个必须保护起来(用光刻胶)，因此，相对NMOS工艺来说，CMOS工艺要求至少三块，有时更多附加的掩膜版。值得指出的是CMOS中多晶硅层一般是掺n﹢杂质，即使在PMOS沟道上也是如此，这是因为多晶硅最初的n﹢掺杂很重，当要阻断p型沟道(即PMOS器件的自对准)而接受p﹢掺杂时，p﹢杂质还不足以补偿最初掺入的n﹢杂质，这个问题还要进一步讨论。

NMOS和OMOS工艺之间的另-个主要区别是器件间距方面的考虑。NMOS中，相邻壕沟区之间的最小间距大部分由上节讨论的L0C0S技术的结构情况决定，在CMOS中,同种类型器件之间同样可使用。