MOS管溝道截止環與局部氧化等平面隔離工藝技術分析

1、MOS溝道截止環

在CMOS集成電路中的場效應管之間，原來應該是自然隔離的，如圖4.1-4所示。管1的漏源與襯底反偏置，管2的漏源也與襯底反偏置，因此兩只管子漏源之間是相互隔離的。但在實際電路中，管子之間存在著寄生的MOS場效應管，稱為場反型MOS管。如圖4.1-4所示，兩只管子之間的區域稱為場區，當場區上跨有帶負電的鋁條時，只要負電壓足夠高，場區硅的表面也會反型，而使場反型MOS管導通，場反型MOS管開始導通時鋁條上的電壓稱為場開啟電壓VTF。要得到管子間良好的隔離特性，要求場開啟電壓足，夠高，至少應大于電路所用的電源電壓。

場開啟電壓的大小與場區氧化層厚度及硅襯底摻雜濃度有關，氧化層越厚，襯底濃度越

高，場開啟電壓越高。為此，可以用溝道截止環或局部氧化等平面隔離的方法來提高VTF，現管子間的隔離。

所謂溝道截止環，就是在p溝MOS管的四周襯底上制作一圈n⁺環，以防止n^-襯底區反型成p型而使場反型MOS管導通，如圖4.1-5a所示，同時在n溝MOS管的四周襯底（p阱）上制作一圈p⁺環，以防止p^-襯底區反型成n型，而使n溝場反型MOS管導通，如圖4.1-5b所示，在CMOS集成電路中，PMOS管的n⁺溝道截止環可與NMOS管的漏源磷擴散同時進行，NMOS管四周的p⁺溝道截止環可與PMOS管的漏源翻擴散同時進行，因此，它的制作工藝還是比較簡單的；由于截止環是與漏源一起擴散的，故它的濃度較高，所以能得到較高的場開啟電壓，其缺點是截止環占用面積較大，集成度不高。

溝道戴止環是通過加大襯底雜質濃度來提高場開啟電壓VTF的，同時還可以采用加大氧化層厚度來提高場開啟電壓。但若氧化層較厚，會引起場區與有源區之間存在著高的臺階，當鋁條跨過臺階時，會產生斷鋁現象。為了克服這種斷鋁場象，研制了局部氧化等平面隔離工藝。

2、MOS等平面隔離工藝

局部氧化等平面隔離工藝如圖4.1-6所示。它的工藝過程是，在有源區上蓋有Si3N4，以掩蔽厚的氧化物的生長，而在場區形成較厚的場氧化層。由于生長SiO2是氧與硅的化學反應，氧化過程中必然消耗掉一定數量的硅，因此約有40%的場氧化層厚度是埋在有源區硅表面以下，這就降低了場區與有源區之間的臺階高度，起到了等平面隔離的效果。其工藝步驟為：（1）初始氧化；（2）淀積Si3N4；（3）光刻場區；（4）場氧化；（5）去除Si3N4。

自從有了離子注入技術后，可以用Si3N4，作掩蔽進行場注入，例如在p溝道MOS管的場區中注入磷，在n溝道MOS管的場區中注入硼，以增加場區襯底的摻雜濃度，進一步提高場開啟電壓VTF。

聯系方式：鄒先生

聯系電話：0755-83888366-8022

手機：18123972950

QQ：2880195519

聯系地址：深圳市福田區車公廟天安數碼城天吉大廈CD座5C1

請搜微信公眾號:“KIA半導體”或掃一掃下圖“關注”官方微信公眾號

請“關注”官方微信公眾號:提供  MOS管  技術幫助