CMOS工藝p阱與n阱部面結構工藝流程介紹

（一）p阱與n阱（p-Well與n-Well）

MOS集成電路的設計主要包含三方面內容。
1、電路設計；2、版圖設計；3、MOS工藝參數與電路參數之間的關系。
因此，要設計出性能優良的MOS集成電路，除了電路設計之外，還必須了解MOS工藝參數對電路性能的影響，掌握版圖設計的一些規則。本章就MOS集成電路中的主要工藝——CMOS工藝和CMOS電路的版圖設計規則作些介紹，但有關這方面更詳細的內容請讀者參考有關資料。

CMOS電路是由p溝道和n溝道兩種類型的MOS場效應管構成的。我們可以把p溝道MOS場效應管制作在n型硅片襯底上，另外用硼離子注入到n型襯底上，形成一個p阱，把n溝道MOS場效應管制作在p阱里，如圖4.1-1a所示。同樣，我們也可以把n溝道MOS場效應管制作在p型硅片襯底上，而用磷注入到p型襯底上，形成一個n阱，把p溝道MOS管制作在n阱里，如圖4.1-1b所示。圖中G為MOS管的柵極，S為源極，D為漏極，B為襯底。

在p阱結構中，n型硅襯底接最高電位型硅位，阱接最低電位，在n阱結構中，P型硅襯底接最低電位，阱接最高電位，因此，阱與襯底間形成一個反向p-n結的偏置電壓，阱與襯底間是自然隔離的。

p阱工藝是由PMOS工藝發展起來的，因為它們用的都是n型硅片襯底，少量的n溝MOS器件做在阱里。CMOS工藝p阱與n阱。正好，n溝MOS器件需要較高的襯底濃度才能得到正的閾值電壓，即得到增強的n溝MOS管，而P阱的濃度肯定比n型襯底高。因此，p阱工藝在生產中用得很多。

隨著NMOS工藝的發展，許多大規模集成電路，如存儲器等，都是由NMOS工藝制成，因為NMOS場效應管中的電子遷移率比PMOS場效應管中的空穴遷移率大兩倍多。即使是CMOS電路，也是由大量的NMOS場效應管組成，只是在外圍的輸入輸出部分才有少量的PMOS器件。因此，把大量的NMOS場效應管制作在p型襯底上，把少最的PMOS場效應管制作在n阱里，就變得十分有利。

有的線性電路中，需要把p溝器件的襯底與源短接，以減少襯底反偏置引起的閾值電壓增加。在這種情況下，用n阱工藝，把需要襯底和源極短接的器件做在獨立的n阱中，只要n阱的電位比p型襯底電位高，阱與襯底還是能夠隔離的。

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