超大规模集成电路分析与设计.ppt

栅极漏电流很小；高输入阻抗的特性：MOS器件中，栅-源两极通常作为输入端，其直流输入电阻就是栅介质SiO2的绝缘电阻，因而阻值高；栅氧化层厚度越厚，质量越好，绝缘电阻越高；静态负载能力强；4.1.5栅-源直流输入电阻2.7掺杂（12）退火（Anneal）离子注入会将原子撞击出晶格结构而损伤硅片晶格。另外，被注入离子基本不占据硅的晶格点，而是停留在晶格间隙位置。高温退火能够加热被注入硅片，修复晶格缺陷；还能使杂质原子移动到晶格点，将其激活。杂质的激活与时间和温度有关。退火有2种基本方法：高温炉退化和快速退火（RTA）2.7光刻（1）光刻（Lithography）光刻指使用光敏光刻胶材料和可控制的曝光将三维图形转移到硅片表面的任一复制过程。光刻的本质是把临时电路结构复制到以后要进行刻蚀或离子注入的硅片上，这些结构首先以图形形式制作在掩膜版的石英模版上，紫外光透过掩膜版把图形转移到硅片表面的光敏薄膜上。转移到硅片表面的光刻图形的形状完全取决于硅片层面的构成。图形可能是硅片上的半导体器件、隔离槽、接触孔、金属互连线以及互连金属层的通孔。2.7光刻（2）它是一块石英版，包含了对于整个硅片来说确定一工艺层所需的完整管芯阵列。光刻掩膜版（Photomask）能量要满足激活光刻胶并将图形从掩膜版中转移过来的要求。光谱2.7光刻（3）光刻包括2种基本的工艺类型：负性光刻和正性光刻负性光刻基本特征：当曝光后，光刻胶会因为交联而变得不可溶解，并会硬化。一旦硬化，交联的光刻胶就不能在溶剂中被洗掉。因为光刻胶上的图形与掩膜版上的图形相反，所以这种光刻胶被称为负性光刻胶。2.7光刻（4）正性光刻在正性光刻工艺中，复制到硅片表面上的图形与掩膜版上的一样。被紫外线曝光后的区域经历看一种光化学反应，在显影液中软化并可溶解在其中。用这种方法，曝光的正性光刻胶区域将在显影液中被除去，而不透明的掩膜版下的没有被曝光的光刻胶仍然保留在硅片上。光刻工艺的8个基本步骤2.7光刻（5）气相成膜旋转涂胶软烘对准和光刻曝光后烘培显影坚膜烘培显影检查2.7光刻（6）硅片固定在真空载片台上，将一定容量的液体光刻胶滴在硅片上，然后硅片旋转得到一层均匀的光刻胶涂层。旋转涂胶气相成底膜处理光刻的第一步是清洗、脱水和硅片表面成底膜处理，这些步骤的目的是增强硅片和光刻胶之间的粘附性。脱水烘培后硅片立即要用六甲基二硅胺烷(HMDS)进行成膜处理。2.7光刻（7）光刻胶被涂到硅片表面后必须要经过软烘，软烘的目的是去除光刻胶中的溶剂。软烘提高了粘附性，提高了硅片上光刻胶的均匀性。典型的软烘条件是在热板上90-100℃烘30秒。掩膜版与涂了胶的硅片上的正确位置对准。然后将掩膜版与硅片曝光，把掩膜版图形转移到涂胶的硅片上。光能激活了光刻胶中的光敏成分软烘对准和曝光2.7光刻（8）对DUV光刻胶在100-110℃的热板上进行曝光后烘培是必要的。曝光后烘培（Optional）显影是在硅片表面光刻胶中产生图形的关键步骤。光刻胶上可溶解区域被化学显影剂溶解，将可见的岛或者图形留在硅片表面。显影23%Option1坚膜烘培显影后检查光刻胶在硅片上形成图形后就要进行检查以确定光刻胶图形的质量。检查的目的有2个：(1)找出光刻胶有质量问题的硅片；(2)描述光刻胶工艺性能以满足规范要求显影后的热烘培指的就是坚膜烘培。烘培要求挥发掉存留的光刻胶溶剂，提高光刻胶对硅片表面的粘附性。正胶的坚膜烘培温度约为120-140℃。30%Option22.7光刻（9）2.7光刻（10）气相成底膜处理硅片清洗脱水烘培(尽快涂胶or室内相对湿度~50%)硅片成底膜（六甲基胺烷，HMDS）浸泡、喷雾、气相方法在涂抹旋转涂胶2.7光刻（11）A分滴：当硅片静止或旋转的非常缓慢时，光刻胶分滴在硅片上。B旋转铺开：快速加速硅片的旋转到一高速的转速使光刻胶伸展到整个硅片表面。C旋转甩胶：甩去多余的光刻胶，在硅片上得到均匀的光刻胶胶膜覆盖层.D溶剂挥发：以固定转速继续旋转已涂胶的硅片，直至溶剂挥发，光刻胶胶膜几乎干燥。2.7光刻（12）旋转涂胶参数静止滴胶后，硅片首先低速旋转，使光刻胶均匀铺开，一旦光刻胶到达硅片边缘，转速被加速到设定的旋转速度。动态滴胶是在硅片慢速旋转时滴胶，然后加速到设定的转速，这是为了均匀地覆盖硅片。光刻胶甩胶厚度与光刻胶的粘稠度和甩胶转速有关：光刻胶厚度∝1/(RPM)1/22.7光刻（13）软烘（SoftBake）在硅片上旋转涂布光刻胶后，硅片要经过一个称为软烘（也叫前烘）的高温步骤，原因有：