PMOS工艺条件和步骤及优缺点详解

MOS常规工艺

在MOS电路的发展过程中，发展最早、最快的是PMOS集成电路，PMOS电路的生产基本上是硅平面工艺，通常称为MOS常规工艺，它具有工艺简单，设备不复杂、易于控制等优点。但PMOS电路存在着速度太低的突出缺点，对发展速度高、性能好的MOS 大规模集成电路带来很大困难。PMOS工艺。为了提高电路速度和性能，科学家们对MOS 工艺进行了一系列的革新。采用了一些新材料和工艺。例如采用具有高迁移率的半导体材料，发展了NMOS和GaAsNOS集成电路；为了减小栅源、栅漏电容，发展了栅自对准MOS工艺；在绝缘栅介质方面，采用了较之SiO2，性能更佳的Si3N4、Al2O3，等绝缘薄膜；器件的栅电极除了用大家熟知的铝栅以外，又发展了硅粗、铝栅；在源、漏的形成及调节器件阈值电压大小、正负等方面，采用了离子注入技术。PMOS工艺。这样就使MOS集成电路工艺大大超出了硅平面工艺的范围，显示了MOS工艺的新特点。本章主要介绍PNOS 常规工艺和新技术。

一、PMOS工艺

PMOS集成电路虽然工作速度低，却早为大家所熟悉，使用相当广泛，加之工艺简单，易于控制等优点，目前仍大量生产。下面简要介绍它的工艺原理和方法。

PMOS的工艺条件，一般可根据阈值电压VT 的要求来确定。常见的P沟道MOS器件的阈值电压。若取掺杂浓度的N型硅片，都氧化层厚度，则。PMOS工艺。为了获得较小的表面态密度，取〈100〉方向的单晶硅，如果有效正电荷密度控制在2×10¹¹个/cm³的数量，即含有。将这些数字代入VT表达式，求得:

若厚氧化层取1.5μm，则场阈值电压可估算为：

在实际工艺中，由于氧化层中受到杂质离子（特别是钠离子）的沾污，氧化层中的有效正电荷密度将大于2×10¹¹个/cm²的数量，lVTl还要大些。所以在MOS工艺的各个环节中防止杂质沾污是特别重要的。

1、PMOS工艺条件及步骤

（1）一次氧化

将电阻率为8Ω.cm、厚度约为800μm的N-Si单晶片，经过严格清洗，用热生长法在Si片表面生长一层约1~1.5μm的SiO2膜，作为扩散掩膜及表面保护层。工艺条件为：

，氧化时间，氧流量为，湿氧水温为98℃。

（2）硼扩散制造漏源区

对预先刻出源、漏窗口的Si片，先进行高硼预扩散，接着进行再扩散，形成P区（源漏区）。

离硼扩散的条件为：氮气流量N2（大）=600ml/min，N2（小，通源）=10ml/min，时间t=5（不通源），30’（通源）5’（赶源），液态源（硼酸三甲酯）温为0℃，要求□。

在扩散的条件为：；时间t=5’（干）+25（湿）+10’（干）；水温T水=98℃；氧流量O2=800ml/min。要求R□=40~60Ω/□。

（3）栅氧化工艺

将原来在栅区的一次氧化膜刻去，重新生长一层高质量的薄二氧化硅层，作为栅的绝缘介质。由前面讨论知道，栅下面的SiO2对器件的性能影响是很大的。PMOS工艺。MOS器件的阈值电压VT，与SiO2层的厚度及其中等效正电荷密度有很大的关系。为了控制VT的大小，必须严格控制的范围，。其工艺条件为：氧流量；氧化水温=98℃；氧化时间（干）+22’（湿气）+5’（干），并退氮10’。