CMOS 单元工艺

摘要：晶圆生产需要三个一般过程：硅精炼、晶体生长和晶圆形成。硅精炼开始于在大约 2000 °C 的电弧炉中用碳源还原二氧化硅。碳有效地从 SiO2 分子中“拉”出氧，从而将 SiO2 化学还原为大约 98% 的纯硅，称为冶金级硅 (MGS)。总减少量由以下等式控制

二氧化硅 （固体）+2C（固体）—> Si（液体）+2CO（气体）

  湿蚀刻包括使用化学溶液去除材料。在 CMOS 制造中，湿法工艺用于清洁晶片和去除薄膜。湿法清洁工艺在整个工艺流程中重复多次。一些清洁过程指在去除微粒，而另一些则是去除有机或无机表面污染物。湿蚀刻剂可以是各向同性的（即，所有方向的蚀刻速率都相同）或各向异性的（即，不同方向的蚀刻速率不同），尽管在 CMOS 制造中使用的大多数湿蚀刻剂是各向同性的。通常，与干蚀刻工艺相比，湿蚀刻剂往往具有高度选择性。为了提高蚀刻均匀性并帮助去除微粒，通常对蚀刻剂进行超声波振动。此外，微控制器可精确控制浴槽的温度。蚀刻完成后，晶片在去离子 (DI) 水中冲洗，然后旋转干燥。

  溅射蚀刻是纯机械过程，等离子蚀刻是纯化学过程，而 RIE 是溅射蚀刻和等离子蚀刻的组合。在 RIE 中，气体或气体混合物（例如碳氟化合物）在产生自由基和离子化物质的地方被电离，这两者都与晶片表面相互作用。RIE 是主要的蚀刻工艺，因为它可以提供溅射蚀刻和等离子蚀刻的优点。换句话说，RIE 可以是高度选择性和高度各向异性的。

  绝缘体、导体和半导体都是CMOS集成电路所必需的。通常需要半导体，例如用于有源区的晶体硅和用于栅电极/局部区域互连的多晶硅。Si3N4、SiO2 和掺杂玻璃等绝缘体用于栅极电介质、器件隔离、金属对衬底隔离、金属对金属隔离、钝化、蚀刻掩模、注入掩模、扩散阻挡层和侧壁隔离物。