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MOSFET晶體管的制造工藝

2022年08月20日 17:05 攻城獅原創(chuàng)之設(shè)計(jì)分享 作者:孫十八 用戶評論(0

MOSFET晶體管的制造工藝

MOS場效應(yīng)管(MOSFET)是金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管的簡稱,是一種表面場效應(yīng)器件,是靠多數(shù)載流子傳輸電流的單極型器件。

MOS場效應(yīng)管可以是半導(dǎo)體材料Ge(鍺zhě)、Si(硅)為材料,也可以用化合物半導(dǎo)體GaAs(砷化鎵)、InP(磷化銦yīn等材料,以Si使用最多,

MOS器件柵下絕緣層可以選用:SiO2和Si3N4等絕緣材料,其中SiO2最為普遍。MOS場效應(yīng)管的基本結(jié)構(gòu)一般是一個(gè)四端器件。


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MOS場效應(yīng)管(以下簡稱MOS管)中間是部分是金屬-絕緣體-半導(dǎo)體組成的MOS電容結(jié)構(gòu),是上圖中的中間柵極-絕緣層和n-Si襯底部分的結(jié)構(gòu)。

最上面是柵極G,在柵極施加電壓,可以改變絕緣層中的電場強(qiáng)度,控制半導(dǎo)體表面電場,從而改變半導(dǎo)體表面溝道的導(dǎo)電能力。

MOS管兩側(cè)的電極為源極和漏極,正常工作狀態(tài)是從源極流入溝道,從漏極流出,即上圖中的從左到右,中間穿過襯底n-Si部分。

MOS管的第四電極是襯底電極B,在單MOS管中,源極往往與襯底相連,而形成一個(gè)三端器件,在集成電路中,源極往往不與襯底相連,因此產(chǎn)生四端(四電極)器件。

MOSFET制造工藝和雙極型集成電路制造工藝相似。

下面以硅柵nMOS管的工藝為例,介紹完整MOSFET的典型形成過程:

(1)????? 襯底選擇,通常選用P型硅(300um厚)作為襯底材料

(2)????? 生長場氧化層,形成器件之間的隔離氧化層

(3)????? 有源區(qū)光刻,采用掩模板對準(zhǔn)曝光,顯影,將所需要做的器件區(qū)域? ? ? ? ?(有源區(qū))暴露出來,刻蝕掉該區(qū)域隔離氧化層。

(4)????? 光刻多晶硅,生長柵氧化層,淀積多晶硅,之后采用掩模板對準(zhǔn)曝? ? ? ? ? 光,顯影,刻蝕掉其余多晶硅和柵氧化層。

(5)????? 源區(qū)和漏區(qū)摻雜,As擴(kuò)散或離子注入,形成nMOS的源區(qū)和漏區(qū)。

(6)????? 生長磷硅玻璃(PSG)

(7)????? 光刻引線孔(接觸孔),涂膠后進(jìn)行掩模對準(zhǔn),曝光顯影后刻蝕掉接觸孔部位的PSG。




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