CMOS集成电路的双阱工艺简析

CMOS 集成电路的基础工艺之一就是双阱工艺，它包括两个区域，即n-MOS和p-MOS 有源区，分別对应p阱和N阱，如图所示。

在进行阱注入时，产业内的主流技术多数采用倒掺杂技术来调节晶体管的电学特性，即首先采用高能量、大剂量的离子注入，注入的深度约为 1um，注入区域与阱相同，随后通过大幅降低注入能量及剂量，控制注入深度和掺杂剖面。阱的注入掺杂不仅可以调节晶体管的阈值电压，也可以解决CMOS 电路常见的一些问题，如闩锁效应和其他可靠性问题。

双阱 CMOS 工艺是当前集成电路的标准工艺之一，它最初是在 n-MOS工艺和 p-MOS 工艺的基础上发展起来的。

早期的双阱 CMOS 工艺没有高能量大剂量的注入，只是用中能量和中剂量离子注入n阱和p阱的区域，然后热退火形成独立的n阱和p阱。

随着离子注入技术的发展，高能量大剂量的注入不再成为离子注入的难题，并且高能量大剂量的注入形成的倒置阱效果很明显，所以才逐步形成现在的标准双阱工艺。

双阱工艺常见的基本制造步骤是先制作n阱，包括牺牲氧化层生长，n阱区域光刻，n阱注入，然后退火；p阱的形成与其类似。

确定双阱工艺的基本条件是确保器件电学特性满足要求，包括阱之间的击穿电压、有效的电学隔离、避免闩锁效应、合适的阈值电压等。

另外，衬底材料的掺杂情况也对阱的形成条件有很大影响。

审核编辑：刘清