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关于双阱工艺中的P阱

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

P阱的制作顺序
1 在P+衬底上生长一层P-外延层



2 在该外延层上制作出N阱 和P阱




3 然后各自在N阱和P阱中制作PMOS 和 NMOS

我的疑问是:
N阱和P-外延层之间会形成PN结PN结反偏 载流子无法通过 实现了N阱和衬底的隔离
但是 P阱和P-外延层之间由于是同种类型的半导体 还是连接在一起 这样N阱和P衬底就不是隔离的了
我觉得我的理解有偏差
望大神不吝赐教

N阱和P衬底就不是隔离的? 不是PN结吗

N阱和P-外延层之间通过反偏PN结隔离。P阱就做在P-外延上,不需要隔离啊
要注意的是,N阱和P阱并不相邻,而是通过LOCOS隔离的,而且会通过给阱加电位,使所有不希望的PN结都反偏。所以不存在你后面的那句话

其实你没有明白小编的意思,还有一般双阱工艺就是P阱和N阱相切的,不需要locos去隔离,locos隔离的 不是P阱和N阱而是P阱和N阱的电位引出即P+和N+有源区,你不要误导别人啊!

对的 LOCOS隔离 为了设定有源区的范围,制备晶体管的
我想问的是P阱如果和P衬底直接相连那么这样的P阱就失去了P阱的意义了P阱是为了和衬底隔离出来吧
这个就是我搞不懂的地方

其实你可以这样理解:wafer上除了nwell其他区域都可看做成Pwell!pwell和p衬底是相连的,但参杂浓度是不一样的!你所谓的“失去意义”从何而来?画个COMS泡面图,仔细想想就明白了!

两者 掺杂浓度不一样。

所谓的双井工艺,一般design rule里只会标明某一个well,比如n-well,不是n-well的地方就是p-well,并没有特殊的p-well注入, 除非有deep-nwell或者NBL制程外,nmos都是直接长在p-sub上。

N阱和P-外延层之间会形成PN结PN结反偏 载流子无法通过 实现了N阱和衬底的隔离
但是 P阱和P-外延层之间由于是同种类型的半导体 还是连接在一起 这样N阱和P衬底就不是隔离的了
是想说P井和P衬底非隔离吧?

对的虽然他们参杂浓度不一样但是为同种类型的半导体 应该没有实现隔离



P阱和P-外延层之间参杂浓度不一样 这个我是知道的 我搞不懂的就是由于他们是同种类型的半导体他们之间就没有实现隔离

大多数CMOS工艺实际就只做N-well,NMOS直接放在p-sub上,p-sub作为P-well出现。
所以NMOS很容易被noise干扰,就是这个原因才有了Deep N-well制程和台积电的NBL制程来提供相对独立的P-well。

参杂浓度不一样 就能实现隔离?什么原理?

双井工艺本来就不能实现衬底和p阱的隔离,所有nmos的bulk必须是同样电位。之所以做阱,是为了便于分开优化器件特性,不是为了隔离。三阱工艺或者说deep nwell这些才能让nmos的衬底可以接不同电位。

分开优化器件特性?能否举例说明?没有能够弄懂您的意思

那是器件和工艺里的事情,用阱可以使外延层的掺杂浓度不需要和nmos的bulk掺杂浓度一致。

PMOS是做在NW里面,NMOS是做在PW里面,和衬底关系不大,衬底既可以用P型的也可以用N型的,就看device 的要求了。

嗯,才看到这个问题,不知道还能不能不能帮上你。
双阱工艺的目的主要是通过两种杂质注入使得可控掺杂浓度。从而达到分别调节NMOS和PMOS衬底掺杂浓度的目的。衬底掺杂浓度不同会影响器件很多性能,最主要的是MOS的阈值电压,阈值电压作为MOS器件的最关键参数,它的大小直接受衬底掺杂浓度的高低影响。这个你可以去查下半导体器件原理的书籍。Vth的公式就能知道了,即Qsd/Cox这一项。当然由于掺杂浓度引起的衬底费米能级变化而导致的功函数差的变化也是会影响阈值电压的,不过这个影响不如Qsd/Cox项大。
但阈值电压通常可以通过专门的沟道注入来调节,双阱工艺的主要目的是在于改善寄生器件的参数,使其尽量不工作。例如传统的单阱工艺的话,P衬底由于掺杂浓度低故而方块电阻较大,那么你会发现一旦MOS电流较大或者漏源电压较大的情况下latchup往往会比较容易发生,即使版图上做了保护环和一定的电位优化也不能避免这种情况的发生。而且大部分latchup的发生基本上都是由NPN寄生管触发的正反馈信号所导致。通过P阱掺杂增加PMOS衬底掺杂浓度,一方面降低PMOS衬底方块电阻,使得latchup不容易触发,另一方面又增大了NPN寄生管的基区掺杂,减小了NPN管的放大倍率,同样也对latchup起到了遏制作用。

至于隔离和双阱工艺没有任何关系,小编理解得有点混淆,CMOS工艺中隔离用的是绝缘介质隔离场氧化或者STI,PN结隔离是不用的。

至于噪声问题更和双阱没关系,对于线路上的噪声,是要根据噪声频率设计专门的滤波电路来消除的,譬如旁路电容滤波。这种设计中的电容有采用双多晶平板电容的,也有用金属和有源区掺杂的MOS电容的,看工艺和成本需要了。


这个kenliu讲的真好,很容易理解。
现在的双阱工艺一般采取倒掺杂的方式,就是阱底的浓度要比表面高,latchup的目的是主要的。而且再加一层bury layer,可以轻易形成DNW。

学习下。

kenliu讲的好,学习一下

亲,问啥要隔离呢,本身就需要P衬底给电位的

你應該是在講DEEPWELL吧

顶楼上kenliu 的说法。

请问这些关于工艺的问题你们是从那里学来的?有没有推荐书籍,详细介绍工艺,比如介绍保护环的作用,如何实现,有图就更好了。中英文不限

有点明白LZ的意思了
其实这样的pwell和deep nwell里面的pwell是不一样的,deep nwell里的pwell是隔离的,可以接不同的电位,而你说的这种pwell只是工艺上为了调节参数的,不能起到隔离作用

讲的真好学习啦~

我觉得就是这样的

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