圖14. 14顯現近年來MOSFET的尺寸按比例減少的趨向．在20世紀70年代初期，柵極長度為(wei) 7.5/μm其對應的器件麵積大約為(wei) 6000／μm2隨著器件的減少，器件麵積也大幅度地減少．關(guan) 於(yu) 一個(ge) 柵極長度為(wei) o．5J‘m的MOSFET而言，器件麵積能夠減少至小於(yu) 早MOSFET麵積的1%．預期器件的減少化將會(hui) 持續下去．在21世紀初，柵極長度將會(hui) 小於(yu) o．10μm.日韩国产成人將在14.5節討論器件的將來趨向．

基本工藝

圖14. 15顯現一個(ge) 尚未停止最後金屬化工藝的n溝道MOS的透視圖．最上層為(wei) 磷矽玻璃（摻雜磷的二氧化矽，P-glass），它通常用來作為(wei) 多晶矽柵極與(yu) 金屬連線間的絕緣體(ti) 及町動離子的吸雜層( gettering layer).將圖14. 15與(yu) 表示雙極型晶體(ti) 管的圖14.7作比擬，可留意到在根本構造方麵MOSFET較為(wei) 簡單．固然這兩(liang) 種器件都運用橫向氧化層隔離，但MOSFFET不需求垂直隔離，而雙極型晶體(ti) 管則需求一個(ge) 埋層n+-p結．MOSFET的摻雜散布不像雙極型晶體(ti) 管那般複雜，所以摻雜散布的控製也就不那麽(me) 重要．日韩国产成人將討論用來製造如圖14. 15所示器件的主要工藝步驟．

第一步製造一個(ge) n溝道MOSFET( NMOS)，其起始資料為(wei) p型、輕摻雜（約1015cm-3)晶向、拋光的矽晶片．<100>品向的晶片<111>晶向的晶片好，由於(yu) 其界麵圈套密度(interface trap density)大約是<111>晶向上的非常之．第—步工藝是應用LOCOS技術構成氧化層隔離．這道工藝步驟與(yu) 雙極型晶體(ti) 管工藝相似，都是先長一層薄的熱氧化層作為(wei) 墊層(約35nm)，接著澱積氮化矽(約150 nm)[圖14.16(a)．有源器件區域是應用抗蝕劑作為(wei) 掩蔽層定義(yi) 出的，然後經過氮化矽—氧化層的組合物停止硼離子溝道阻斷注入[圖14，16(b)])．接著，刻蝕未被抗蝕劑掩蓋的氮化矽層，在剝除抗蝕劑之後，將晶片置入氧化爐管，在氮化矽被去除掉的區域長一氧化層(稱為(wei) 場氧化層，field oxide)，同時也注入硼離子，場氧化層的厚度通常為(wei) o．5μm一1μm．

第二步是生長柵極氧化層及調整閾值電壓(threshold voltage)（參考6.2.3節），先去除在有源器件區域上的氮化矽—二氧化矽的組合物，然後長一層薄的柵極氧化層（小於(yu) 10nm）．如圖14. 16(c)所示，對一個(ge) 加強型n溝道的器件而言，注入硼離子到溝道區域來增加閾值電壓至一個(ge) 預定的值（如+o．5V）．關(guan) 於(yu) 一個(ge) 耗盡型n溝道器件而言，注入砷離子到溝道區域用以降低閾值電壓(如-o．5 V).

第三步是構成柵極，先澱積一層多晶矽，再用磷的擴散或是離子注入，將多晶矽變為(wei) 高濃度摻雜，使其薄層電阻到達典型的20Ω／口一30Ω／口，這樣的阻值關(guan) 於(yu) 柵極長度大於(yu) 3μm的MOSFET而言是恰當的，但是關(guan) 於(yu) 更小尺寸的器件而言，多晶矽化物( polycide)可用來當作柵極資料以降低薄層電阻至l.Ω/口左右，多晶矽化物為(wei) 金屬矽化物與(yu) 多晶矽的組合物，常見的有鎢的多晶矽化物(Wpolycide).

第四步是構成源極與(yu) 漏極，在柵極圖形完成後[圖14. 16(d)，柵極可用作砷離子注入（約30keV，約5×1015m—。）構成源極與(yu) 漏極時的掩蔽層[圖14. 17(a)，因而源極與(yu) 漏極對柵極而言也具有自對準的效果，所以獨一形成柵極—漏極堆疊( overlap)的要素是由於(yu) 注入離子的橫向分布(lateral straggling)（關(guan) 於(yu) 30keV的砷，隻要5nm）．假如在後續工藝步驟中運用低溫工藝將橫向擴散降至最低，則寄生柵極-漏極電容與(yu) 柵極—源極耦合電容將可比柵極—溝道電容小很多．

最後一步是金屬化．先澱積磷矽玻璃(P-glass)於(yu) 整片晶片上，接著經過加熱晶片，使其活動以產(chan) 生一個(ge) 平整的外表[圖14.17(b)]．之後，在磷矽玻璃上定義(yi) 和刻蝕出接觸窗，然後澱積一金屬層（如鋁）並定出圖形．完成後的MOSFET其截麵如圖14. 17(c)所示．圖14.17（d)為(wei) 對應的頂視圖，柵極的接觸通常被安頓在有源器件區域之外，以防止對薄柵極氧化層產(chan) 生可能的傷(shang) 害．

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