Processo de Fabricação de Circuitos Integrados
Principais Etapas de Processo:
⇒ Oxidação Térmica
⇒ Deposição de óxido de silício
⇒ Fotogravação
⇒ Corrosào Química
⇒ Difusão de Impurezas
⇒ Implantação Iônica
Sala Limpa (“Cleanroom”)
Oxidação Térmica:
Objetivo: Obtenção de óxido de silício (SiO2) sobre o silício
SiO2
Oxidação Térmica
• Tempo
Si p
Lâmina
• Temperatura
Si p
• Ambiente
T >900 o C
Si + O 2  
→ SiO 2
Funções Principais
• Mascaramento contra impurezas
• Dielétrico de porta
Deposição de Óxido de Silício: (Chemical Vapor Deposition)
Objetivo: Obtenção de óxido de silício (SiO2) sobre o silício
ou outra superfície qualquer
SiO2
Deposição de SiO2
• Tempo
Si p
• Temperatura
Lâmina
Si p
• Fluxo de Gases
500 o C
SiH 4 + O 2 → SiO 2 + 2H 2 ↑
Função Principal
• Mascaramento contra impurezas
Abertura de Janelas : Fotogravação e Corrosão Química
Objetivo: processo pelo qual retiramos o óxido de silício,
silício policristalino ou alumínio de certas regiões,
determinadas pela fotomáscara
Abertura de
Janelas
Si p
• fotomáscara
Si p
Funções Principais
• No SiO2: posterior difusão localizada;
• No alumínio ou silício policristalino: definição das vias de
interconexão.
1 - Obtenção da Fotomáscara
Sucessivas reduções
Campo claro
Campo escuro
Fotografia de uma fotomáscara
Ampliação de uma fotomáscara de campo claro
Ampliação de uma fotomáscara de campo escuro
2 - Aplicação de Fotorresiste na
lâmina
3 - Exposição à luz ultravioleta
4 - Revelação
5 - Corrosão química
6 - Remoção do Fotorresiste
SiO2
Si p
Luz Ultravioleta
Si p
Fotomáscara
Fotorresiste
SiO2
Si p
Si p
Fotomáscara
Fotorresiste
SiO2
Si p
Incidência de Luz U. V.
Fotomáscara
Fotorresiste
SiO2
Fotorresiste
sensibilizado
Si p
Visão após a revelação do fotorresiste
Fotorresiste
SiO2
Si p
Visão após a corrosão do SiO2
Fotorresiste
SiO2
Si p
Visão após a remoção do fotorresiste
SiO2
Si p
Difusão de Impurezas:
SiO2
Objetivo: introduzir na rede cristalina do Si impurezas
doadoras (fósforo, arsênio…) ou aceitadoras (boro…)
Difusão
• Tempo
Si p
Si n
• Temperatura
Si p
• Tipo de dopante
Concentração
Superfície da lâmina
profundidade
Função Principal
• criação de uma região com características doadora ou aceitadora
Implantação Iônica:
SiO2
Objetivo: introduzir na rede cristalina do Si impurezas
doadoras ou aceitadoras por impacto
Implantação Iônica
• Dose
Si p
Si n
• Energia
Si p
• Tipo de dopante
Concentração
Perfil de dopantes após o
recozimento térmico
Superfície da lâmina
profundidade
Função Principal
• criação de uma região com características doadora ou aceitadora
Processo de Fabricação de Circuitos Integrados CMOS
Tecnologia CMOS cavidade N de 1,2 µm (Foundry ES2)
Lâmina de silício tipo p <100>
1 - Oxidação térmica
2 - Fotogravação e corrosão do SiO2
Máscara (NW) - Definição das regiões que serão cavidades tipo N (NWELL)
3 - Implantação Iônica de Fósforo
1a máscara
I/I de Fósforo
SiO2
Si n
Si p
4 - Remoção total do SiO2
5 - Deposição de SiO2
6 - Fotogravação e Corrosão do SiO2
Máscaras (DN e DP)- Definição das regiões de difusão tipo N e P (diffn e diffp)
7 - Oxidação térmica de porta
Máscara DN
Máscara
NW
Máscara DP
SiO2
Si n
Si p
8 - Deposição de silício policristalino dopado
9 - Fotogravação e Corrosão do Silício policristalino
Máscara (PO)- Definição do silício policristalino (poly)
Máscara PO
Máscara DN
Máscara
NW
Máscara DP
Si-poli
Si n
Si p
SiO2
10 - Fotogravação do Fotorresiste
Máscara (DP)- Definição das regiões P+ (diffp)
Transistor pMOS e
contato com substrato
11 - Implantação Iônica de Boro
Máscara PO
Máscara DN
Máscara
NW
Máscara DP
Fotorresiste
SiO2
P+
P+
P+
Si n
Si p
12 - Remoção do Fotorresiste
13 - Fotogravação do Fotorresiste
Máscara (DN)- Definição das regiões N+ (diffn)
Transistor nMOS e
contato com cavidade
14 - Implantação Iônica de Fósforo
Máscara PO
Máscara DN
Máscara
NW
Máscara DP
Fotorresiste
SiO2
N+
P+
P+
N+
Si n
Si p
15 - Remoção do Fotorresiste
N+
P+
16 - Deposição de SiO2
17 - Fotogravação e Corrosão do SiO2
Máscara (CO) - Definição de contatos (cont)
Máscara PO
Máscara CO
Máscara DN
Máscara
NW
Máscara DP
SiO2
N+
P+
P+
N+
Si n
Si p
18 - Deposição de Metal - Alumínio
N+
P+
19 - Fotogravação e Corrosão do Alumínio
Máscara (ME) - Definição do Alumínio (metal)
Máscara PO
Máscara ME
Máscara DN
Máscara
NW
Máscara DP
Alumínio
SiO2
N+
P+
P+
N+
Si n
Si p
N+
P+