CMOS プロセス・フロー概要
群馬大学 松田順一
平成２８年度 集積回路設計技術・次世代集積回路工学特論資料
CMOS プロセス・フロー概要
• ウエル形成（ n-MOSFET と p-MOSFET の分離）
• 素子分離形成（ STI 、 LOCOS ）
• MOSFET 形成
• ゲート酸化膜形成
• ゲート電極形成
• サイドウォール形成（ LDD 構造）
• ソース・ドレイン形成
• 配線形成
• 層間膜形成、コンタクト（またはビア）形成、メタル配線形成
• パッシベーション膜形成
CMOS プロセス・フロー（１）
p 基板
31
P
+ レジスト酸化膜
レジスト
p 基板
p 基板
11
B
+n ｳｴﾙ
n ｳｴﾙ p ｳｴﾙ
レジスト
ウエル拡散
31
P
+イオン注入
11
B
+ｲｵﾝ注入 レジスト塗布 n ウエル領域露光 熱酸化
レジスト除去
レジスト塗布 p ウエル領域露光
レジスト除去
ウエル形成
CMOS プロセス・フロー（２）
p 基板 p 基板
p 基板 n ｳｴﾙ
n ｳｴﾙ n ｳｴﾙ
p ｳｴﾙ p ｳｴﾙ p ｳｴﾙ
レジスト
レジスト
窒化膜
酸化膜
シャロー・トレンチ レジスト塗布
STI 領域露光
レジスト除去
トレンチ形成
窒化膜デポジション
トレンチ・エッチング
STI (Shallow Trench Isolation)
（素子分離）
CMOS プロセス・フロー（３）
HDP 酸化膜
トレンチ埋め込み
熱酸化
HDP 酸化膜デポジション
HDP 酸化膜平坦化
（ CMP ）
HDP (High Density Plasma)
CMP (Chemical Mechanical Polishing)
p 基板 n ｳｴﾙ
p ｳｴﾙ
窒化膜 酸化膜
p 基板 n ｳｴﾙ
p ｳｴﾙ STI
（素子分離）
CMOS プロセス・フロー（４）
ゲート 形成
酸化膜除去 ゲート酸化
閾値電圧用イオン注入 ポリ Si デポジション
レジスト塗布
ポリ Si エッチング
（ゲート形成）
p 基板 n ｳｴﾙ p ｳｴﾙ
p 基板 n ｳｴﾙ p ｳｴﾙ
ポリ Si
レジスト
ゲート領域露光
レジスト除去
CMOS プロセス・フロー（５）
LDD 形成
n
-形成用イオン注入
p- イオン注入
p 基板 n ｳｴﾙ
p ｳｴﾙ
p 基板 n ｳｴﾙ
p ｳｴﾙ n-ch Tr 領域露光
レジスト塗布 n
-イオン注入 レジスト
p
-イオン注入 レジスト除去
p-ch Tr 領域露光 レジスト塗布
レジスト除去
n
-p
-（ホット・キャリア耐性向上）
CMOS プロセス・フロー（６）
サイド・ウォール スペーサ形成
CVD 酸化膜デポジション
CVD 酸化膜エッチング
p 基板 n ｳｴﾙ
p ｳｴﾙ
p 基板 n ｳｴﾙ
p ｳｴﾙ
CVD 酸化膜
サイド･ウォール・スペーサ
（ホット・キャリア耐性向上）
CMOS プロセス・フロー（７）
サリサイド形成 n
+イオン注入
p
+イオン注入
ソース・ドレイン形成
p 基板 n ｳｴﾙ p ｳｴﾙ
p 基板 n ｳｴﾙ p ｳｴﾙ
n
+イオン注入
p
+イオン注入
（ WSi, TiSi, CoSi, NiSi ）
レジスト
n-ch Tr 領域露光 レジスト塗布
レジスト除去
p-ch Tr 領域露光 レジスト塗布
レジスト除去
サリサイド
ソース・ドレインの低抵抗化
サリサイド (Self Aligned Silicide)
p 基板
n ｳｴﾙ
p ｳｴﾙ
CMOS プロセス・フロー（８）
層間膜及び コンタクト形成
層間絶縁膜デポジション
コンタクト開口 レジスト塗布
レジスト除去
コンタクトエッチング
p 基板 n ｳｴﾙ p ｳｴﾙ
p 基板 n ｳｴﾙ p ｳｴﾙ
層間絶縁膜
コンタクト領域露光
層間絶縁膜平坦化
CMOS プロセス・フロー（９）
メタル配線形成
W デポジション
W エッチバック
第 1 メタル･スパッタ バリア･メタル･スパッタ
バリア･メタル･スパッタ
バリア･メタル･ス パッタ
配線領域露光 レジスト塗布
レジスト除去
第 1 メタル･エッチング
W
コンタクト
p 基板 n ｳｴﾙ
p ｳｴﾙ
第 1 メタル
レジスト p 基板
n ｳｴﾙ p ｳｴﾙ
p 基板 n ｳｴﾙ
p ｳｴﾙ
CMOS プロセス・フロー（１０）
多層メタル配線 パッシベーション
膜形成
層間絶縁膜
窒化膜 酸化膜
p 基板 n ｳｴﾙ
p ｳｴﾙ
パッシベーション膜
コンタクト (W) 第 1 メタル 第 2 メタル ビア (W) 層間絶縁膜デポジション
第 2 メタル配線形成
（第 1 メタルと同様に形成）
ビア形成
（コンタクトと同様に形成 )
パッシベーション膜形成
（窒化膜＋酸化膜）
CMOS プロセス・フロー（補足１）
LOCOS 形成
（素子分離）
レジスト
