目錄1．平面工藝npn晶體管結(jié)構(gòu)3.1.2平面工藝基本流程2．npn晶體管管芯制作工藝流程3．集成電路中npn晶體管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝基本流程5．平面工藝類(lèi)別劃分(1)“管芯制備”與“封裝”可以按照不同方式對(duì)集成電路進(jìn)行分類(lèi)，但是其工藝流程都分為“管芯制備”與“封裝”兩個(gè)階段。按照加工過(guò)程先后順序考慮，管芯制備又稱(chēng)為“前工序”；封裝又稱(chēng)為“后工序”。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程針對(duì)集成電路中雙極晶體管結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將n+埋層生成工藝、pn結(jié)隔離墻生成工藝、以及生成BJT管芯工藝這三部分組合在一起，就構(gòu)成典型pn結(jié)隔離雙極集成電路管芯工藝流程。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程下面以圖示版圖以及對(duì)應(yīng)的管芯剖面圖為例，說(shuō)明典型pn結(jié)隔離雙極集成電路管芯工藝流程。按照生成管芯結(jié)構(gòu)的工藝流程可以分為八個(gè)步驟。其中六步圍繞光刻工藝。另外兩步分別為外延生長(zhǎng)和金屬層淀積工藝。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程制備pn結(jié)隔離雙極集成電路采用的是p-Si襯底。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(a)步驟一：生成埋層步驟一的作用是采用包括氧化、光刻、摻雜的選擇性摻雜方法，在襯底表面局部區(qū)域形成n+重?fù)诫s的埋層。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(a)步驟一：生成埋層步驟一的作用是采用包括氧化、光刻、摻雜的選擇性摻雜方法，在襯底表面局部區(qū)域形成n+重?fù)诫s的埋層。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(a)步驟一：生成埋層版圖中陰影區(qū)域圖形是埋層光刻版圖圖形。為了描述不同層次版圖圖形之間相互關(guān)系，圖中給出的是包括各個(gè)層次圖形的pn結(jié)隔離雙極集成電路晶體管版圖總圖。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(b)步驟二：外延生長(zhǎng)埋層摻雜后，除去表面氧化層，采用外延生長(zhǎng)技術(shù)在表面生長(zhǎng)一層輕摻雜外延層。(2)管芯制備工藝流程(b)步驟二：外延生長(zhǎng)埋層摻雜后，除去表面氧化層，采用外延生長(zhǎng)技術(shù)在表面生長(zhǎng)一層輕摻雜外延層。由于外延生長(zhǎng)是一個(gè)高溫過(guò)程，因此外延生長(zhǎng)過(guò)程中同時(shí)出現(xiàn)襯底埋層中的五價(jià)原子向外延層的擴(kuò)散。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(c)步驟三：生成隔離墻步驟三的作用是采用選擇性摻雜方法在外延層中形成p+重?fù)诫s的隔離墻，將n-外延層分隔為多個(gè)相電學(xué)上互隔離的隔離島。n-外延層將作為npn晶體管的集電區(qū)。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(c)步驟三：生成隔離墻版圖中陰影區(qū)域圖形是隔離光刻版圖的圖形。圖中反映了隔離光刻圖形與其他層次圖形之間的相互關(guān)系。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(d)步驟四：生成基區(qū)步驟四的作用是采用選擇性摻雜方法在n-外延層隔離島中局部區(qū)域摻入三價(jià)元素原子，例如硼，形成p型基區(qū)。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(d)步驟四：生成基區(qū)版圖中陰影區(qū)域圖形是基區(qū)光刻版圖的圖形。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(e)步驟五：生成發(fā)射區(qū)步驟五的作用是采用選擇性摻雜方法在p型中局部區(qū)域摻入五價(jià)元素原子，例如磷，形成n+重?fù)诫s的發(fā)射區(qū)。同時(shí)在隨后形成集電極引線(xiàn)孔的位置形成n+重?fù)诫s的集電極接觸區(qū)，保證該處金屬層集電極與集電區(qū)之間形成歐姆接觸。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(e)步驟五：生成發(fā)射區(qū)版圖中陰影區(qū)域圖形是發(fā)射區(qū)光刻版圖的圖形?；鶇^(qū)范圍內(nèi)的n+摻雜區(qū)是發(fā)射區(qū)。外延層上以后形成集電極的位置也摻入n+雜質(zhì)是為了保證以后集電極為歐姆接觸。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(f)步驟六：引線(xiàn)孔光刻步驟六的作用是在晶體管發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)位置刻蝕出與金屬層連接的窗口，以便形成電極。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(f)步驟六：引線(xiàn)孔光刻步驟六的作用是在晶體管發(fā)射區(qū)、基區(qū)、集電區(qū)位置刻蝕出與金屬層連接的窗口，以便形成電極。(2)管芯制備工藝流程(g)步驟七：淀積金屬層步驟七的作用是在晶圓表面淀積一層金屬層，用于形成發(fā)射極、基極、集電極三個(gè)金屬電極，以及集成電路中的互連線(xiàn)。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(g)步驟七：淀積金屬層步驟七的作用是在晶圓表面淀積一層金屬層，用于形成發(fā)射極、基極、集電極三個(gè)金屬電極，以及集成電路中的互連線(xiàn)。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(h)步驟八：光刻金屬互連步驟八的作用是通過(guò)光刻形成每個(gè)器件的發(fā)射極、基極、集電極三個(gè)金屬電極，同時(shí)形成集成電路中的互連線(xiàn)。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(h)步驟八：光刻金屬互連步驟八的作用是通過(guò)光刻形成每個(gè)器件的發(fā)射極、基極、集電極三個(gè)金屬電極，同時(shí)形成集成電路中的互連線(xiàn)。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程(2)管芯制備工藝流程(h)步驟八：光刻金屬互連說(shuō)明一：所示的器件版圖中未包括金屬互連光刻圖形。剖面圖中只是描述了晶體管的三個(gè)金屬電極。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程ebc(2)管芯制備工藝流程(h)步驟八：光刻金屬互連說(shuō)明二：前面選擇性摻雜過(guò)程進(jìn)行的光刻以及引線(xiàn)孔光刻都是在氧化層上刻蝕出窗口，去除版圖圖形區(qū)域的氧化層。而互連線(xiàn)光刻是保留版圖圖形描述的金屬層，因此又稱(chēng)為“反刻”。4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程ebc(2)管芯制備工藝流程(i)總結(jié)采用P-Si為襯底材料的典型pn結(jié)隔離雙極集成電路管芯制備流程為：埋層制備（埋層氧化→埋層光刻→埋層摻雜）→外延(N型硅)→隔離墻制備（隔離氧化→隔離光刻→隔離摻雜）→基區(qū)制備（基區(qū)氧化→基區(qū)光刻→基區(qū)摻雜(B)和氧化）→發(fā)射區(qū)制備（發(fā)射區(qū)光刻→發(fā)射區(qū)摻雜(P)和氧化）→

引線(xiàn)孔光刻→金屬電極與互連線(xiàn)制備（淀積金屬化層→金屬電極以及互連線(xiàn)光刻）4．pn結(jié)隔離雙極IC工藝流程）(2)管芯制備工藝流程(i)總結(jié)采用P-Si為襯底材料的典型pn結(jié)隔離雙極集成電路管芯制備流程包括包括6次光刻，因此版圖中包括6個(gè)層次說(shuō)明：實(shí)際生產(chǎn)中，為了保護(hù)管芯表面不受外界環(huán)境氣氛影響，制