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本文来源于公众号“半导体产业园”

本来打算每周中发一篇文章，但是现在是国庆假期期间，就加个班，写了第二篇。码字不易啊~OK，我们进入正题~

上一期我们聊了CMOS的工作原理，我相信你即使从来没有学过物理，从来没学过数学也能看懂，但是有点太简单了，适合入门，如果你想了解更多的CMOS内容，就要看这一期的内容了，因为只有了解完工艺流程（也就是二极管的制作流程）之后，才可以继续了解后面的内容。那我们这一期就了解一下这个CMOS在foundry公司是怎么生产的（以非先进制程作为例子，先进制程的CMOS无论在结构上还是制作原理上都不一样）。

首先要知道foundry从供应商（硅片供应商）那里拿到的晶圆（也叫wafer，我们后面简称wafer）是一片一片的，半径为100mm（8寸厂）或者是150mm（12寸厂）的晶圆。如下图，其实就是类似于一个大饼，我们把它称作衬底。

但是呢，我们这么看不太方便，我们从下往上看，看截面图，也就是变成了下图这个样子。

下面我们就看看怎么出现我们上一期提到的CMOS模型，由于实际的process需要几千个步骤，我在这里就拿最简单的8寸晶圆的主要步骤来聊。

制作Well和反型层：

也就是通常说的阱，well是通过离子植入（Ion Implantation，后面简称imp）的方式进入到衬底上的，如果要制作NMOS，需要植入P型well，如果制作PMOS，需要植入N型well，为了方便大家了解，我们拿NMOS来做例子。离子植入的机器通过将需要植入的P型元素打入到衬底中的特定深度，然后再在炉管中高温加热，让这些离子活化并且向周围扩散。这样就完成了well的制作。制作完成后是这个样子的。

在制作well之后，后面还有其他离子植入的步骤，目的就是控制沟道电流和阀值电压的大小，大家可以统一叫做反型层。如果是要做NMOS，反型层植入的是P型离子，如果是要做PMOS，反型层植入的是N型离子。植入之后是下面这个模型。

这里面有很多内容的，比如离子植入时的能量，角度，离子的浓度等等，那些不在这一期当中，而且我相信你了解那一些的话，肯定是圈内人，你肯定有方法了解到。

制作SiO2：

后面就会制作二氧化硅（SiO2，后面简称Oxide），在CMOS的制作流程中，制作oxide的方法有很多。在这里由的SiO2是用在栅极下面的，它的厚度直接影响了阀值电压的大小和沟道电流的大小。所以大多数foundry在这一步都是选择质量最高，厚度控制最精确，均匀性最好的炉管氧化方法。其实很简单，就是在通氧气的炉管中，通过高温，让氧气和硅发生化学反应，生成SiO2。这样就在Si的表面生成了薄薄的一层SiO2，如下面的图形。

当然这里面也有很多具体的信息，比如需要具体多少度啊，需要多少浓度的氧气啊，需要高温多长时间啊等等，这些都不是我们现在考虑的，那些太具体了。

栅端Poly的形成：