《半导体集成电路》课件——CMOS集成电路基本制造工艺.pptx

主讲人：CMOS集成电路基本制造工艺

基本制造流程关键步骤

什么是CMOS？一

NMOS：负责在电路中传导电流。PMOS：在逻辑上与NMOS相反，用于补偿NMOS的工作。CMOS电路由两种互补的晶体管组成：特点：在切换状态时消耗较低功率。

CMOS电路的基本制造步骤二

（一）硅片准备制造CMOS电路需要用到高纯度单晶硅片作为基底。清洗抛光

（二）热氧化工艺：生长二氧化硅层硅片氧气高温炉二氧化硅薄膜（纳米图）这层氧化物起到绝缘层的作用，可以隔离栅极与硅片的基底，防止漏电。

（三）光刻在硅片上涂上一层光刻胶。通过掩膜版将紫外光照射到光刻胶上，未曝光的部分保留，而曝光的部分被去除。形成晶体管的图案，为后续的工艺步骤打下基础。010203光刻是制造CMOS电路中最关键的步骤之一。

（四）离子注入：掺杂源极和漏极这一步会在硅片上形成不同类型的导电区域，为晶体管的源极和漏极提供电流通道。

（五）栅极的沉积和刻蚀在栅氧化层上沉积一层多晶硅，并用光刻和刻蚀技术形成栅极的图案。栅极控制电流的开关，是晶体管工作的核心部分。先进工艺中，可能会用金属栅极替代多晶硅，以提高电路性能。

（六）互连层的制作需要在各个晶体管之间进行电气连接，这一步通过金属互连层实现。铝铜绝缘层防止短路

（七）封装与测试切割封装测试

CMOS电路的低功耗特点三

NMOS和PMOS配合工作，可以在极短时间内切换状态。CMOS电路允许在一个芯片中集成大量的逻辑单元。当电路保持状态不变时，几乎不会消耗电能。静态功耗低高效的切换速度高密度集成

CMOS工艺中的挑战四

01随着工艺尺寸缩小到7nm甚至3nm，对每一步的控制要求越来越高。精度要求高02栅氧化层太薄会导致漏电，必须采用高-K材料进行改进。漏电问题03虽然CMOS电路功耗低，但大规模集成电路依然会产生热量，需要良好的散热设计。热管理问题

总结五

CMOS集成电路的制造工艺：硅片光刻离子注入互连层制作CMOS技术在半导体行业中的地位无可替代，是推动现代电子技术发展的核心力量。

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