processo de fabricação de circuitos integrados principais...
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Processo de Fabricação de Circuitos Integrados
Principais Etapas de Processo:
� Oxidação Térmica
� Deposição de óxido de silício
� Fotogravação
� Corrosào Química
� Difusão de Impurezas
� Implantação Iônica
Sala Limpa (“Cleanroom”)
Oxidação Térmica:
Objetivo: Obtenção de óxido de silício (SiO2) sobre o silício
Si p
Oxidação Térmica
• Tempo
• Temperatura
• Ambiente
Si p
SiO2
2C900T
2 SiOOSio
→+ >
Lâmina
Funções Principais
• Mascaramento contra impurezas
• Dielétrico de porta
Deposição de Óxido de Silício: (Chemical Vapor Deposition)
Objetivo: Obtenção de óxido de silício (SiO2) sobre o silícioou outra superfície qualquer
Si p
Deposição de SiO2
• Tempo
• Temperatura
• Fluxo de Gases
Si p
SiO2
↑+ →+ 22C500
24 H2SiOOSiHo
Lâmina
Função Principal
• Mascaramento contra impurezas
Abertura de Janelas : Fotogravação e Corrosão Química
Objetivo: processo pelo qual retiramos o óxido de silício,silício policristalino ou alumínio de certas regiões,
determinadas pela fotomáscara
Abertura deJanelas
• fotomáscara
Funções Principais
• No SiO2: posterior difusão localizada;
• No alumínio ou silício policristalino: definição das vias deinterconexão.
Si p Si p
1 - Obtenção da Fotomáscara
Sucessivas reduções
Campo claro
Campo escuro
Fotografia de uma fotomáscara
Ampliação de uma fotomáscara de campo claro
Ampliação de uma fotomáscara de campo escuro
2 - Aplicação de Fotorresiste nalâmina3 - Exposição à luz ultravioleta4 - Revelação5 - Corrosão química6 - Remoção do Fotorresiste
Si p
Luz Ultravioleta
Fotomáscara
FotorresisteSiO2
Si p
SiO2
Si p
Si p
Si p
SiO2
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Si p
SiO2
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Si p
SiO2
������������
Visão após a revelação do fotorresiste
Si p
SiO2
������������
Visão após a corrosão do SiO2
Si p
SiO2
Visão após a remoção do fotorresiste
Difusão de Impurezas:
Objetivo: introduzir na rede cristalina do Si impurezasdoadoras (fósforo, arsênio…) ou aceitadoras (boro…)
Difusão
• Tempo
• Temperatura
• Tipo de dopante
Função Principal
• criação de uma região com características doadora ou aceitadora
Si p
Si n
SiO2
Si p
Concentração
profundidade
Superfície da lâmina
Implantação Iônica:
Objetivo: introduzir na rede cristalina do Si impurezasdoadoras ou aceitadoras por impacto
Implantação Iônica
• Dose
• Energia
• Tipo de dopante
Função Principal
• criação de uma região com características doadora ou aceitadora
Si p
Si n
SiO2
Si p
Concentração
profundidade
Superfície da lâmina
Perfil de dopantes após o recozimento térmico
Processo de Fabricação de Circuitos Integrados CMOSTecnologia CMOS cavidade N de 1,2 µm (Foundry ES2)
Lâmina de silício tipo p <100>1 - Oxidação térmica2 - Fotogravação e corrosão do SiO2
Máscara (NW) - Definição das regiões que serão cavidades tipo N (NWELL)
Si p
Si n
SiO2
1a máscara
I/I de Fósforo
3 - Implantação Iônica de Fósforo
7 - Oxidação térmica de porta
6 - Fotogravação e Corrosão do SiO2
Máscaras (DN e DP)- Definição das regiões de difusão tipo N e P (diffn e diffp)
Si p
Si n
SiO2
MáscaraNW
4 - Remoção total do SiO2
Máscara DN
Máscara DP
5 - Deposição de SiO2
8 - Deposição de silício policristalino dopado
9 - Fotogravação e Corrosão do Silício policristalino
Máscara (PO)- Definição do silício policristalino (poly)
Si p
Si n
SiO2
MáscaraNW
Máscara DN
Máscara DP
Máscara PO
Si-poli
11 - Implantação Iônica de Boro
10 - Fotogravação do Fotorresiste
Máscara (DP)- Definição das regiões P+ (diffp)
12 - Remoção do Fotorresiste
Si p
Si n
SiO2
MáscaraNW
Máscara DN
Máscara DP
Máscara PO
Fotorresiste
Transistor pMOS econtato com substrato
P+P+P+
14 - Implantação Iônica de Fósforo
15 - Remoção do Fotorresiste
Si p
Si n
SiO2
MáscaraNW
Máscara DN
Máscara DP
Máscara PO
13 - Fotogravação do Fotorresiste
Máscara (DN)- Definição das regiões N+ (diffn)
N+ N+ N+ P+P+P+
Transistor nMOS econtato com cavidade
Fotorresiste
17 - Fotogravação e Corrosão do SiO2
Máscara (CO) - Definição de contatos (cont)
18 - Deposição de Metal - Alumínio
16 - Deposição de SiO2
Si p
Si n
SiO2
MáscaraNW
Máscara DN
Máscara DP
Máscara PO
N+ N+ N+ P+P+P+
Máscara CO
Si p
Si n
SiO2
MáscaraNW
Máscara DN
Máscara DP
Máscara PO
N+ N+ N+ P+P+P+
19 - Fotogravação e Corrosão do Alumínio
Máscara (ME) - Definição do Alumínio (metal)
Máscara ME
Alumínio