cmos工艺制作的原理是什么 cmos工艺的制作原理及过程

1、CMOS工艺制作的概述

CMOS是一种典型的MOS（金属-氧化物-半导体）集成电路工艺，是目前最主流的集成电路制造工艺之一。CMOS工艺利用硅片作为硅基底，通过沉积、光刻、刻蚀、离子注入等工艺步骤，将金属电极、栅极、源/漏极等器件结构形成在硅片上，形成完整的电路。相较于Bipolar工艺，CMOS工艺具有功耗低、换算速度快、噪音小等优势，广泛应用于计算机、移动通信等领域。

2、MOSFET器件的制作过程

CMOS工艺中最基本的是MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）器件的制作。MOSFET同样分为N型和P型。其制作过程主要包括以下几个步骤：

1）沉积硅二氧化物层：在硅片上沉积一层厚度为几百埃的二氧化硅层，用来制作金属电极和栅极之间的氧化物层；

2）光刻：通过光刻机对二氧化硅层上涂敷的光阻进行曝光、退火等处理，制作出芯片的图形结构；

3）刻蚀：用化学或物理方法将光刻制作出的图形刻蚀出来，得到器件结构；

4）离子注入：使用离子注入机器对芯片进行注入，形成PN结，P型区和N型区；

5）清洗和改善表面：清洗剂除去制造过程中残留在芯片表面和结构旁边的化学剂和杂质。

3、CMOS电路的制作过程

CMOS电路的制作主要包括了MOSFET器件的制作和互连系统的制作。互连系统主要是金属制成的多层线路，连接不同的器件和电路。CMOS电路制作的过程可以归纳如下：

1）沉积硅片：选用纯度高的硅片，并清除表面污染，然后在其表面沉积一层塑料薄膜；

2）光刻：在塑料膜上涂布光阻，通过曝光将指定的电路的结构暴露，然后对其进行化学处理；

3）刻蚀：用刻蚀设备和化学溶液将物料加工成所需形状和大小的模块，然后去除光阻材料；

4）离子注入：通过离子注入将元素注入芯片里，用来控制芯片中各个结构的导电性质；

5）介电层的制作：涂覆一层高质量的介电膜，并进行电解电定，以形成开关；

6）金属线的形成：将金属线材放置在芯片表面，并通过控制电流的强度和方向来形成所需的电路。

4、CMOS工艺的特点

CMOS工艺的特点在于它省电、工作稳定、价廉。其优势主要体现在以下几个方面：

1）功耗低：由于CMOS器件设计采用的是增强型和抑制型MOS管，当前经常使用的海明架构中，多数的晶体管是工作在关闭的状态，即电流流过的几乎不是任何晶体管。所以功耗相对较低。

2）成本低：CMOS晶片生产过程较为简单，并采用大规模集成电路，降低了成本。而且相结合的任何CMOS器件的实现都相当简单，因为它涉及到的数量很少。这也有助于带来廉价的产品。

3）信号稳定：在CMOS工艺中，组装的晶体管数量很少，从而降低了信号传输过程中引入的噪声。此外，它还依靠电容而不是电流来传输数字信息，这可有效减少噪声。