Технологический процесс изготовления МОП-транзистора.

Полевой транзистор на основе структуры металл – окисел – полупроводник (МОП ПТ) наиболее широко используется в СБИС. До начала 70 – х гг. доминировали интегральные схемы на основе p – канальных МОП ПТ, что было связано с низким качеством окисла и границы раздела SiO2/Si. В результате возникали заряды, приводящие к инверсии типа проводимости на поверхности подложки p – типа. После 70 – х гг. доминируют n – канальные МОП ИС, преимущество которых проявляется в более высокой подвижности электронов по сравнению с дырками, и, следовательно, в большем быстродействии ИС. С технологической точки зрения изготовление МОП – транзисторов значительно проще биполярных транзисторов. Это можно видеть из сравнительного анализа данных таблицы 3.1.

МОП - транзистор имеет малую площадь и, обладая высоким входным сопротивлением, потребляет малую мощность от источника сигнала. В дополнение, при нулевом напряжении на затворе МОП ПТ с индуцированным каналом ток стока практически отсутствует, т. е. мощность потребляется транзистором только во время подачи напряжения на затвор. Процесс изготовления МОП - интегральных схем сводится к формированию МОП – транзисторов и соединений между ними, поскольку МОП - структуры могут использоваться не только в качестве транзисторов, но и как резисторы и конденсаторы, т. е. практически все схемные функции можно реализовать на одних МОП - структурах.

Рисунок 3.1 - Схема изготовления МОП ИМ с самосовмещенными поликремниевыми затворами;

а — выращивание маскирующего оксида и первая фотолитография; б — выращивание подзатворного оксида;

в — наращивание поликри-сталлического кремния;

г — вторая фотолитография;

д — диффузия областей истоков и стоков;

е — осаждение плевки оксида;

ж — третья фотолитография, формирование металлизации

Благодаря вышеуказанным факторам, МОП - интегральные схемы заняли ведущее положение в области цифровой обработки информации. Рассмотрим типичный технологический процесс изготовления МОП – транзистора с LOCOS-изоляцией. На рисунке 3.1 представлены основные этапы технологического процесса.

Теория по КМОП – не вопрос, но он ж может спросить, типо круче МОП!!, кому не надо – удаляйте сами:

Технология комплементарных МОП - структур (КМОП) является в настоящее время одной из самых распространенных технологий СБИС. Технология КМОП заключается в формировании n- и р - канальных МОП - транзисторов в одном кристалле и по сравнению с n-канальными МОП ИС они потребляют значительно меньшую мощность. Особенностью технологии КМОП ИС является формирование на пластине кремния больших областей с типом проводимости, отли­чающимся от типа проводимости подложки. Такие области с другим типом проводимости называются карманами. В настоящее время существуют технологии с р - карманами (на пластинах n-типа проводимости), с n-карманами (на пластинах р - типа) и с n-и р - карманами (на почти компенсированном кремнии); примеры таких КМОП-структур приведены на рисунке 4.1. Недостатком интегральных схем с одним карманом является необходимость перекомпенсации, т. е. введения примеси с противоположным типом проводимости в концентрации, позволяющей изменить тип проводимости кремния. Для уверенной перекомпенсации и, следовательно, малого разброса параметров по пластине, концентрация примеси в кармане должна быть в 5-10 раз выше, чем в основной пластине. Как следствие, возникают нежелательные эффекты (увеличение обратного смещения, увеличение емкости между областями истока-стока и карманом). Технология с двумя отдельными карманами (рисунок 4.1 в) свободна от этих недостатков, однако требует подложек кремния с очень низким уровнем легирования n - Si (-типа) или p - Si (-типа). В этих случаях, возможно, получать профили и уровни легирования в каждом кармане независимо. За исключением процедуры изготовления карманов, а также некоторых особенностей регулировки пороговых напряжений, синтеза изоляции и ак­тивных областей, при формировании КМОП СБИС используются те же технологические процессы (в сходных технологических режимах), как и в случае n-МОП.