Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process...

21
Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process Manufacturing Process ךךךךךCMOS ךךךך’ ךךךך ךךך ךךךךךך ךךךךךךךךךךך ךךךךךךךךךךךך- ךךךךךךךךךך ךך)ךךך ךךךךךךך ךך ךךך ךךךךך ךךךךךך(

Transcript of Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process...

Page 1: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

CMOSתהליך

פרופ’ יוסי שחםהמחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

אוניברסיטת תל-אביב)לפי ההרצאות של יאן ראבאי מברקלי(

Page 2: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

הכנת הפרוסות והליתוגרפיה הבסיסית

Page 3: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

CMOSתהליך

Page 4: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

CMOSדוגמה - מהפך

This two-inverter circuit (of Figure 3.25 in the text) will bemanufactured in a twin-well process.

VDD VDD

Vin Vout

M1

M2

M3

M4

Vout2

Page 5: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

Layout - תרשים

Page 6: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

תהליך הייצור

http://tanqueray.eecs.berkeley.edu/~ehab/inv.html.

של פרופ’ אנדי ניורייטר SIMPLהתצוגה מבוססת על התכנית מאוניברסיטת ברקלי.

אינפורמציה מלאה נמצאת באתר:

Page 7: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

התחלה

Starting wafer: n-type withdoping level = 10 13/cm3

* Cross-sections will be shown along vertical line A-A’

A

A’

Page 8: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

WELLהגדרת ה-

(1) Oxidize wafer(2) Deposit silicon nitride(3) Deposit photoresist

Page 9: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

WELLבניית ה-

(4) Expose resist using n-wellmask

Page 10: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

WELLבניית ה-

(5) Develop resist(6) Etch nitride and(7) Grow thick oxide

Page 11: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

Nמסוג WELLבניית ה-

(8) Implant n-dopants (phosphorus)

(up to 1.5 m deep)

Page 12: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

Pמסוג WELLבניית ה-

Repeat previous steps

Page 13: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

חמצון השער

0.055 m thin

Page 14: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

תחמוצת השדה

Uses Active Area mask

Is followed by threshold-adjusting implants

0.9 m thick

Page 15: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

פוליסיליקון

Page 16: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

השתלת יונים לצמתות

n+ source-drain implant(using n+ select mask)

Page 17: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

השתלת יונים לצמתות

p+ source-drain implant(using p+ select mask)

Page 18: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

פתיחת חורים

(1) Deposit inter-level dielectric (SiO2) — 0.75 m

(2) Define contact opening using contact mask

Page 19: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

- אלומיניום1מתכת

Aluminum evaporated (0.8 m thick)

followed by other metal layers and glass

Page 20: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

מבנה מתכת מתקדם יותר

Page 21: Digital Integrated Circuits Adapted from EECS 141 copyright UCB 1996 Manufacturing Process תהליך CMOS פרופ ’ יוסי שחם המחלקה לאלקטרוניקה פיזיקלית

Digital Integrated CircuitsAdapted from EECS 141 copyright UCB 1996

Manufacturing ProcessManufacturing Process

הקר בין התרשים למציאות